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Autonomes Fahren mit Lidar Infrarot-Laser mit besserer Stabilität der Wellenlänge

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Schulz-Electronic GmbH
Syslogic GmbH
OSRAM Opto Semiconductors GmbH

Dank eines neuen Chipdesigns bieten Edge Emitting Laser bei den im Fahrzeug typischen Temperaturen von 125 °C im Vergleich zu VCSEL gleiche oder sogar bessere Werte. Für das Lidar-System bedeutet das eine bessere Sicht.

Dank einer neu-entwickelten Lasertechnik von Osram haben Lidar-Systeme eine bessere Sicht.
Dank einer neu-entwickelten Lasertechnik von Osram haben Lidar-Systeme eine bessere Sicht.
(Bild: Osram Opto Semiconductors)

Für das autonome Fahren und der Umfeldsensorik setzen die Hersteller auf den Dreiklang von Radar, Kamera-Systemen und Lidar. Sie sind die Augen des Autos. Speziell für die Lidar-Systeme kommen oft zwei verschiedene Ausführungen zum Einsatz. Ein Lidar arbeitet im für das menschliche Auge nicht sichtbaren infrarotem Lichtspektrum und erstellt eine präzise, dreidimensionale Karte der Umgebung.

Je besser die Bildinformationen sind, desto leichter können die Daten von den nachgeordneten Systemen ausgewertet werden. Bei den bisher eingesetzten Infrarot-Lasern kam es allerdings vor, dass bei steigenden Temperaturen im Bauteil es zu Abweichungen in der Stabilität der Wellenlängen kam. Diese Abweichung betrug teilweise bis zu 40 nm. Die Folge: Das Lidar-System kann seine Umgebung nicht mehr exakt wahrnehmen.

Neues Chipdesign verbessert Wellenlängenstabilität

Entwickler bei Osram Opto Semiconductors haben auf Grundlage eines neu entwickelten Chipdesigns einen Edge-Emitting-Laser gebaut, der eine stabile Wellenlänge bei den im Automobil-Umfeld typischen Temperaturen von 125 °C bietet. Damit bietet er im Vergleich zu VCSEL gleiche oder sogar bessere Werte. Ein VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Diode) kombiniert eine hohe Leistungsdichte in Kombination mit einem einfachen Packaging einer Infrarot-LED zusammen mit der spektralen Breite und Geschwindigkeit eines Lasers.

Die technische Entwicklung von Infrarot-Lasern erlaubt es, wesentlich kleinere Wellenlängenfilter am Detektor zu verwenden. Damit verbessert sich das Signal-Rausch-Verhältnis deutlich. Nachgewiesen werden konnte dieser Fortschritt bereits bei Bauteilen mit einer sogenannten Triple-Junction, also drei übereinander geschichteten licht-emittierenden Flächen. Osram will künftig bei seinen Infrarot-Lasern auf diese Technik setzen.

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