Infrarot-Licht ist die Basis Die Augen autonomer Fahrzeuge

Die Qual der Wahl - Kanten- und/oder Oberflächenemitter?

Kantenemitter bzw. Edge Emitting Laser (EEL) liefern über eine geringe Emissionsfläche besonders viel Licht auf wenig Raum und punkten somit auch bei Leistung und Reichweite. Daher sind sie bereits in vielen Lösungskonzepten im Einsatz. Im Zusammenhang mit LiDAR wird in jüngerer Zeit auch immer häufiger eine weitere Licht-Technologie genannt: VCSEL (Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Laser). Generell benötigen sie etwas mehr Bauraum als EEL-Emitter, bieten aber Vorteile für bestimmte Anwendungsfelder. Ihre Abstrahlcharakteristik macht sie beispielsweise besonders geeignet für Flash-LiDAR-Systeme. Ein weiterer Vorteil ist die größere Wellenlängen-Stabilität bei steigenden Temperaturen. VCSEL kombinieren dabei die Eigenschaften zweier Beleuchtungstechnologien: das einfache Packaging einer Infrarot-LED (IRED) mit der spektralen Breite und Geschwindigkeit eines Lasers. Die Leistungsdichte befindet sich dabei zwischen der einer IRED und der eines Kantenemitters.

Heute kommen VCSEL hauptsächlich in industriellen Anwendungen wie der Robotik und bei Logistikfahrzeugen zum Einsatz. Für Automobilanwendungen sind sie noch nicht zertifiziert, dies wäre aber der nächste logische Schritt – vorerst voraussichtlich für Anwendungen im Automobilinnenraum. 

Neben seinem umfassenden Portfolio von Edge Emitting Lasern arbeitet Osram auch an Lösungen auf VCSEL-Basis. Zu den neuesten Produktentwicklungen gehört beispielsweise ein 10-Watt-VCSEL-Chip, der sich ideal für industrielle Anwendungen wie Mapping, fahrerlose Transportsysteme und mobile Roboter eignet. 

Genau wie bei der Frage Radar, Kamera oder LiDAR sollten auch EEL und VCSEL nicht als konkurrierende Technologien gesehen werden, sondern als komplementäre Optionen für mehr Sicherheit auf der Straße. Und gerade in puncto Leistung werden im VCSEL-Bereich gerade große Schritte gemacht, um die Vorstellungen der LiDAR-Systemhersteller ausreichend bedienen zu können.

Resümee

Aktuell stellen die wichtigsten Player am LiDAR-Markt grundlegende Überlegungen an, in welche Richtung ihr Geschäft in Zukunft gehen soll. Abhängig vom Ergebnis dieser Evaluierungen werden entsprechende Anpassungen der Industrie einen enormen Einfluss auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Verbreitung neuer Anwendungen haben. Der zweite entscheidende Faktor ist die Akzeptanz der neuen Lösungen im Automobilbereich durch die Endkunden.

Bis dahin besteht einerseits die Leistung der Komponenten-Entwickler darin, Lösungen für verschiedene Ansätze bereitzustellen und andererseits die Module so klein und kostengünstig zu gestalten, dass sie kompatibel für den Massenmarkt werden. Anbieter wie Osram mit entsprechender Automobil- und Industrialisierungserfahrung haben dabei einen entscheidenden Vorteil, denn vor allem die Autobranche stellt sehr hohe Anforderungen an Qualität und Robustheit. Osram Opto Semiconductors hat bereits zehn Millionen Chips für LiDAR bereitgestellt, die im Einsatz sind – ohne einen einzigen Defekt. Und auch hier sind nach wie vor weitere Leistungssprünge und Vereinfachungen für den Kunden beim Systemdesign zu erwarten.