ROHM推出LiDAR用75W高輸出功率雷射二極體「RLD90QZW3」
業界最窄發光幅度實現高密度發光 有助LiDAR應用支援長距離並提升精度

 

2021年7月29日
※2021年7月29日 ROHM調查

半導體製造商ROHM(總公司:日本京都市)研發出一款高輸出功率半導體雷射二極體「RLD90QZW3」,非常適用於搭載測距和空間識別用LiDAR*1的工控裝置領域的AGV*2(無人搬運車)和服務機器人、消費性電子領域的掃地機器人等應用。

近年來,在掃地機器人、AGV和自動駕駛汽車等邁向自動化的應用中,可以準確測量距離和識別空間的LiDAR應用日漸普及。因此,為了能「更遠」、「更準確」以及「功耗更低」檢測到資訊,對於當作光源的雷射二極體性能也出現了更高的要求。
ROHM具備可達成更窄發光幅度的自有專利技術,有助LiDAR支援更遠的距離並確保更高的精度。25W高輸出功率雷射二極體「RLD90QZW5」從2019年開始量產,在以消費性電子領域為主的應用中深受好評,導入成效出眾。此次,為了將應用擴展到市場逐漸成長的工控裝置領域,ROHM研發出了75W高輸出功率的雷射二極體「RLD90QZW3」。

RLD90QZW3」為一款紅外75W高輸出功率雷射二極體,針對利用3D ToF系統*3進行測距和空間識別的LiDAR所研發。以ROHM獨家元件研發技術,在業界同等級的輸出功率雷射二極體中,達到了225µm的超窄發光幅度。與290µm的市場競品相比,發光幅度縮減了22%,因此具有高光束性能。同時,透過使發光強度更加均勻,並利用雷射波長較低的溫度依存性,將可穩定發揮高性能,有助LiDAR在各種環境下達成長距離應用和更高精度。此外,與窄發光幅度難以兼具的光電轉換效率,也達到了與市場競品同等的21%(正向電流24A、75W輸出時),因此採用本產品時無需擔心功耗會增加。
除此之外,為使新產品快速導入市場,在ROHM官網上也免費提供新產品評估導入時所需的豐富設計資料,包括驅動電路設計方法的應用指南、電路/光學模擬用模型等。

新產品已於2021年6月開始出售樣品(樣品價格6,000日元/個:未稅),計畫於2021年10月開始以每月產20萬個的規模投入量產。同時新產品也已經在網路平台開始販售。
目前ROHM也正在研發具有120W高輸出功率和車電等級(符合AEC-Q102標準)雷射二極體產品,致力於為行車安全等領域提供更便捷的LiDAR應用產品。

<新產品特點>

1.225µm業界最窄發光幅度,有助支援長距離應用及更高精度

新產品「RLD90QZW3」使用了ROHM雷射二極體元件研發相關專利技術,因此當作LiDAR用的75W高輸出功率雷射二極體,具備了225μm的業界最窄發光幅度。另外,也藉由高密度發光達成了高光束性能。此外,除了在整體發光幅度範圍成功使發光強度更均勻外,且雷射波長的溫度依存性低至0.15nm/℃,不易受溫度變化的影響,因此可穩定發揮其性能。
與同等輸出功率、發光幅度290µm、溫度依存性0.25nm/℃的市場競品相比,發光幅度縮減了22%,雷射波長的溫度依存性也可降低40%,因此可支援LiDAR長距離應用;而在測量距離相等的情況下,也有助確保更高精度。

2.具出色的光電轉換效率(PCE),無需擔心功耗增加

新產品採用專利技術,在同等輸出功率的產品中,不僅具備了業界最窄發光幅度,而且在與發光幅度難以兼具的光電轉換效率方面,也達到了與市場競品同等的21%(正向電流24A、75W輸出時)。因此,在使用時無需擔心功耗增加。

3.提供豐富設計資料,全力支援市場導入

為了加快本系列產品的市場導入時程,在ROHM官網上免費提供可評估導入本系列新產品所需的豐富設計資料,其中包括驅動電路設計方法的應用指南、電路板研發用的資料和模擬用模型(SPICE模型、Ray資料)等。

如欲瞭解更多資訊,請至RLD90QZW3產品專頁:
https://www.rohm.com.tw/products/laser-diodes/high-power-lasers/rld90qzw3-product

<LiDAR用高輸出功率雷射二極體產品系列>

產品型號 封裝尺寸 絕對最大額定參數(Tc=25℃) 電氣光學特性(Tc=25℃)
IF
[A]
PO
[W]
VR
[V]
脈衝寬度
[ns]
動作溫度範圍[℃] IF條件
[A]
PO
[W]
VF
[V]
峰值波長
[nm]
發光寬度
[µm]
RLD90QZW5 φ5.6mm CAN 9 25 2 50 -40

+85
9 25 14 905 70
Newicon
RLD90QZW3
30 90 27 75 16 225

RLD90QZW8
50 145 3 42 120 270

☆ : 為開發中產品,規格有可能進行變更。

<ROHM在感測器光源領域的成果>

一直以來,ROHM致力於研發並供應包括LED在內的FP雷射二極體和VCSEL*4產品,最近此類產品也在掃地機器人和監視器等領域的ToF感測器光源應用中逐漸普及。
同時,利用在產品開發時累積的光學元件研發經驗和技術,進一步發揮元件性能並強化高輸出功率的研發。
ROHM更透過元件研發及在模組中的應用,推出多款各具優勢的感測器光源產品,以提高距離測量和空間識別系統的精度。

<名詞解釋>

*1) LiDAR
是Light Detection and Ranging的縮寫,以ToF系統(光源和ToF感測器或圖像感測器)組成,用來偵測周遭狀況的一種應用。
 
*2) AGV
是Automated Guided Vehicle的縮寫。常用於工控應用的自動駕駛車輛,是一種無需人工操作也可自動行駛的搬運車。
*3) 3D ToF系統
ToF是Time of Flight的縮寫,是一種透過測量光源飛行時間來計算距離並感知空間的方法。ToF系統則是使用了該方法的3D(三維)空間識別和測距系統。
*4) VCSEL
是Vertical Cavity Surface Emitting LASER(垂直共振腔面射型雷射)的縮寫。傳統多用於通訊領域,近年來也逐漸被運用於感測系統發光光源。
關於此產品的諮詢