1、激光雷达用光源和光纤放大器,上海瀚宇光纤通信技术有限公司上海科乃特激光科技有限公司,目录,激光雷达的概念和应用Connet脉冲激光光源Connet单频光纤激光器Connet光纤放大器,激光雷达LIDAR,激光雷达的基本概念激光工作模式测距雷达（Time of Flight：TOF)和相干多普勒雷达（Coherent Doppler LIDAR：CDL）激光雷达对光源的要求光源的参数和LIDAR参数的对应关系,LIDAR的基本概念,激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲，与微波雷达没有根本的区别：向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信
2、号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数信息。LIDAR （Light Detection and Ranging) 或者叫LADAR（Laser Detection and Ranging)激光探测和测距系统的简称。,LIDAR的基本概念,Time of Flight (TOF)光的飞行时间测距雷达多普勒频移测速去极化（Depolarization)宏观成分差分吸收化学成分,激光器工作模式,脉冲激光器大部分LIDAR系统采用脉冲工作，尤其是测距的激光雷达。雷达的发射机发出激光脉冲，通过光学系统望远镜照射目标，类
3、似的光学系统“接收”测试目标的散射光，通过光电探测器转换成电信号处理。测试目标的距离通过激光发射到接收的时间和光速的关系来确定。Time of Flight: TOF连续激光器激光器发射连续的激光，通过对激光的相位调制，或者依赖多普勒频移效应。发射端激光（本振光）和“接收”光的相位差和目标移动速度有直接的比例关系,TOF测距雷达-非相干LIDAR,距离（Z）= 光速(c) x 时间 T/2通常使用非相干光源,相干多普勒雷达-CDL,速度V=波长 x 频移fD/2激光器光谱线宽通常小于10MHz长相干长度,LIDAR对激光光源的要求（1）,非相干测距雷达激光波长理论上任何波长都可以使用；需要选择
4、大气吸收低，目标反射度高的波长。人眼安全波长越来越受到重视。输出功率越高越好，但是要考虑到其它性能参数。波长的稳定性和准确度要求不高，但是稳定的波长有助于通过对噪声的滤波提高系统的信噪比。激光器的相干长度无要求，最好非相干激光器的光谱线宽无要求相对强度噪声（RIN）不是很重要抗震性能通常不是很重要工作温度范围很重要，例如机载雷达可靠性重要成本较低,LIDAR对激光光源的要求（2）,相干多普勒雷达-CDL激光波长理论上任何波长都可以使用；需要选择大气吸收低，目标反射度高的波长。人眼安全波长越来越受到重视。输出功率越高越好，但是要考虑到其它性能参数。波长的稳定性和准确度非常重要激光器的相干长度相干
5、长度必须要大于等于工作距离！激光器的光谱线宽必须很窄相对强度噪声（RIN）非常重要，决定了系统的灵敏度，RIN越低，系统的灵敏度越高！抗震性能非常重要，尤其是恶劣工作环境工作温度范围很重要，例如机载雷达可靠性重要成本较高,LIDAR系统激光器的参数定义,单脉冲能量 一个脉冲所包含的能量，用字母E表示，单位焦耳（J）。单脉冲能量(J)=脉冲平均功率（W）/脉冲重复频率（sec-1), 通常为uJ到mJ量级。脉冲重复频率 每秒发射的脉冲数量，用PRF或者f表示，单位为赫兹（Hz), 千赫兹（kHz). 通常雷达系统的的脉冲重复频率为几十到几百kHz。脉冲宽度 脉冲持续的时间，用字母t表示，通常以脉
6、冲的半高全宽（FWHM）来衡量；雷达系统中的脉冲宽度为ns到us量级，例如1ns、10ns等。光束发散角 Beam Divergence发散角，用于描述光束的发散程度，用符号（）表示，单位为毫弧度（mrad)。其它描述光束发散情况的参数还有M2，BPP等,LIDAR系统参数和激光器参数的关系,LIDAR用激光光源的基本信息,工作波长近红外1064nm；人眼安全1550nm （1.4um)可见光532nm：用于水下，例如测深仪中红外2um波段单脉冲能量从uJ量级到mJ量级脉冲宽度从地形测绘，激光雷达制图，断层运动、冰川监控、海岸线变化、森林砍伐等大气监测-风速、污染、温度场分布海洋学-声学、生物
7、质测试测量航空- 风切变、晴空湍流、无人机（UAV）引导汽车-避碰、测速、机器人车辆引导结构性监控-建筑、桥梁监控、油气管线、道路、隧道监控等城市安全-其它泄露监控、火灾监控,LIDAR的应用（1）-民用领域,相干多普勒测风雷达用于风电,LIDAR的应用（1）-民用领域,测距雷达机载LIDAR主动3D测绘制图,LIDAR的应用（2）-军事国防领域,目标遥感距离和速度障碍物规避-线缆，建筑物精确测绘制图主动成像遥控车辆引导无人机引导环境监控,Connet短脉冲激光光源,电信级高可靠性DFB半导体激光器，脉冲电路驱动，1ns-50ns短脉冲，窄线宽，高稳定性。EDFA预放大器，高增益，低噪声高功率
8、EYDFA双包层光纤放大器，高峰值功率，高能量输出。输出FC/APC连接器或者准直输出。,CoLID短脉冲激光雷达光源,1550nm人眼安全波长平均功率可达1W以上脉冲宽度1ns-50ns可选（或可调）脉冲重复频率1kHz-1MHz(可选）单脉冲能量可达50uJ脉冲峰值功率可达10kW单模输出TEM00封装小巧坚固工作温度范围-30+65 FC/APC抗反射型连接器输出准直器输出可选,CoLID短脉冲激光雷达光源,脉冲峰值功率4kW, 会出现SRS，FWM等非线性效应，降低SNR,CoLID技术特点和竞争优势,人眼安全波长1550nm附近封装坚固、小巧，适应恶劣环境应用光纤输出，光束质量优秀抗
9、反射型FC/APC光纤连接器，高可靠性DFB型激光器，超低RIN高峰值功率、高脉冲能量重量轻、低成本,CoLID-II短脉冲激光雷达光源,非制冷DFB激光器种子源超低功耗超小尺寸封装SBS抑制型新型CoLID短脉冲光纤激光器消除SBS带来的威胁，更高输出功率,Coming soon!,高峰值功率短脉冲激光雷达光源,1550nm波段1ns-50ns脉冲宽度1kHz-1MHz重复频率脉冲平均功率可达10W脉冲峰值功率可达17kW （4W, 3ns, 80kHz, 50uJ)单脉冲能量可达200uJ优秀的光束质量M275min,功率稳定性0.9%,PV值 (Pmax-Pmin)/Pave,CoSF-
10、1单频光纤激光器,工作波段1000-1200nm (Yb)1530-1610nm (Er)1900-2100nm (Tm)输出功率基础模块：5-10mW (up to 200mW 正在开发中）台式单频激光器：5-200mW高功率台式单频激光器：可达10W（1.5um）、50W（1.0um）典型工作波长1018nm，1030nm, 1053nm, 1064nm, 1083nm, C-band, 1940nm,CoLAR-1550-LP长脉冲单频保偏光纤放大器,1550nm人眼安全波长100ns-4us长脉冲峰值功率可达700W （200ns， 10kHz）单脉冲能量可达400uJ（2us，10k
11、Hz）脉冲平均功率可达4W单频、保偏放大器高偏振消光比PER17dBkHz线宽信号放大，展宽小无SBSM21.5 (典型值1.3)低功耗：80W (400ns, 200uJ, 10kHz)工作温度： -10 +65 可集成高功率光环形器（可选）,CoLAR-1550-LP长脉冲单频保偏光纤放大器,多级放大结构，全保偏放大，高峰值功率、高脉冲能量输出,ASE抑制-门控脉冲泵浦,时间门控；同步信号控制ASE抑制，百ns量级上升和下降时间,SIOM,CoLAR-1550-LP长脉冲单频保偏光纤放大器,CoLAR-1550-LP长脉冲单频保偏光纤放大器,高OSNRASE含量极小无1.0umASE无SB
12、S,Perfect!,CDL测风雷达的脉冲 宽度和重频,长距离测风：10km，500-800ns脉宽，重频15kHz中距离测风（涡流）2km，150-250ns，重频75kHz近距离风场，0.5km， 200-400ns， 重频40dB无SBS效应低相对强度噪声RIN高偏振消光比PER15dB19英寸标准机箱2U-3U高度OEM模块可以提供CW连续工作,低噪声（Low Noise)光纤放大器,C-band单通道EDFA超低噪声，Noise Figure4dB特制低噪声掺铒光纤超低信号预放大高增益OEM模块小巧Time Gate时间门控！（可选）脉冲泵浦（ns级驱动）可选量身定做,无以伦比的性能
13、表现！,产品蓝图-What we are doing now?,小型化短脉冲LIDAR光纤激光器单频光纤激光器+AOM调制脉冲光源RF脉冲整形单频保偏脉冲光纤激光光源高能量、高峰值功率单频保偏长脉冲光放大器，up to 1mJ2um单频光纤激光器2um单频保偏光纤放大器2um单频保偏脉冲光纤放大器-High Power,结论,上海瀚宇、科乃特激光为LIDAR应用提供丰富的产品和解决方案 单频光纤激光器 短脉冲光纤激光器（1-50ns） 长脉冲单频保偏光纤激光器（SLM fiber laser + AOM) 高功率连续、脉冲光纤放大器 低噪声EDFA 还有更多,Connet 是您在LIDAR领域的最佳合作伙伴！,Thank you !,
