Les LiDAR automobiles suscitent un intérêt croissant et couvrent progressivement un large éventail d'applications. Cependant, le LiDAR automobile dispose de deux bandes laser principales. Nous allons discuter des avantages et des inconvénients de ces deux bandes sans considérer la solution de la technologie d'imagerie. Dans un système LiDAR, le laser génère des impulsions laser ; le modulateur laser contrôle la direction et les canaux de la lumière par le biais du contrôleur de faisceau. Enfin, la lumière est émise vers les cibles par le système optique d'émission.
La longueur d'onde est l'indicateur le plus critique des lasers. Quatre facteurs sont généralement pris en compte : la sécurité des yeux humains, l'interaction avec l'atmosphère, les lasers optionnels et les photodétecteurs. Le laser est une lumière d'une seule couleur et d'une seule longueur d'onde. Différents lasers peuvent être générés par différents générateurs pour différentes applications, notamment l'ultraviolet (10-400nm), la lumière visible (390-780nm) et la lumière infrarouge (760nm-1mm). Dans la bande d'ondes 400-1400nm, le laser pourrait traverser le vitré et se concentrer sur la rétine. Les cellules photoréceptrices seront endommagées si la température de la rétine augmente de plus de 10°C. Les lasers inférieurs à 400nm ou supérieurs à 1400nm pourraient être absorbés par le cristallin et la cornée. Les lasers de forte puissance dans ces bandes peuvent donc provoquer des cataractes ou brûler le cristallin. Les lasers proches de l'infrarouge sont les plus susceptibles de causer des dommages aux yeux humains, car les cellules photoréceptrices ne sont pas sensibles à ces lasers. Une usure permanente des yeux peut s'être produite avant que les yeux ne puissent la ressentir.
Afin d'éviter d'endommager les yeux humains, deux gammes de longueurs d'onde peuvent être sélectionnées par les LiDAR. L'une se situe dans les 1000 nm, et la valeur typique est 905 nm. Dans ce cas, le silicium peut être utilisé comme récepteur, qui est un produit mature à faible coût. Une autre est comprise entre 1000 et 2000 nm, la valeur typique est de 1550 nm, cette longueur d'onde ne peut pas être détectée par le silicium, et des détecteurs Ge/InGaAs sont nécessaires. Par rapport aux photodétecteurs InGaAs, les détecteurs Si sont en effet plus matures. Cependant, avec le développement rapide du LiDAR 1550nm ces dernières années, l'écart de prix entre les détecteurs Si et InGaAs (les deux se réfèrent à l'APD) se réduit rapidement. À puissance égale, les performances en matière de sécurité oculaire du laser de 1550 nm peuvent être 40 fois supérieures à celles du laser de 905 nm, ce qui permet au LiDAR d'être plus puissant et d'atteindre une plus grande portée de détection. Par conséquent, nous pouvons tirer la première conclusion : le laser 1550nm a une meilleure sécurité oculaire et une plus grande portée de détection que le laser 905nm.
Le deuxième avantage du 1550nm par rapport au 905nm est que le premier a une forte pénétration atmosphérique et une plus grande précision de détection. Le laser 1550nm a une forte capacité anti-interférence, une meilleure collimation du faisceau et une meilleure luminosité. Ces avantages permettent à un LiDAR d'émettre et de recevoir le laser de manière plus efficace, afin d'obtenir une reconnaissance plus fine des objets. De plus, le laser 1550nm a une meilleure divergence du faisceau, et le diamètre du spot est 1/4 de celui du laser 905nm à une distance de 100 mètres.
L'un des inconvénients du laser 1550nm par rapport au 905nm est la capacité de pénétration par temps de pluie et de neige. Deuxièmement, le LiDAR 1550 nm adopte généralement un laser à fibre comme source de lumière, une technologie plus complexe que la source de lumière 905nm. Il existe des lacunes évidentes dans le coût de la source de lumière et du détecteur, la taille du LiDAR 1550 nm et la maturité de la chaîne d'approvisionnement. En raison de la forte consommation d'énergie du laser 1550nm, la dissipation de la chaleur est également un défi.
Les avantages et les inconvénients respectifs des 905 nm et des 1550 nm sont très évidents. Nous pensons donc que les deux longueurs d'onde des lasers coexisteront sur les LiDAR automobiles. 2
