纵慧芯光研发小发散角AR-VCSEL，有望变革汽车激光雷达

纵慧芯光，一家专注于光电子技术领域的高科技企业，最近推出了一项划时代的技术——小发散角AR-VCSEL，有望彻底变革汽车激光雷达行业。这项技术的核心在于其独特的小发散角和高效的光电转换能力，为汽车激光雷达提供了前所未有的精准度和远距离探测能力。

VCSEL（垂直腔面发射激光器）技术本身就以其高效率、低成本和高可靠性著称。然而，纵慧芯光通过在VCSEL技术上加入了先进的AR（Anti-Reflective，反射减少）涂层，进一步提升了光电转换效率，同时显著减少了光的发散角度。这意味着激光束可以更集中，能够更远距离地精确探测目标，从而为自动驾驶汽车提供了更为可靠和精确的感知能力。

对于商用激光雷达最合适的半导体激光源，边发射激光器（EEL）和VCSEL之间的竞争一直存在。EEL相比VCSEL更早进入激光雷达应用，因为单条EEL通常比单发射极VCSEL提供更高的功率。但最近，业界开始倾向于使用VCSEL。与大功率法布里-珀罗（FP）EEL相比，VCSEL具有更窄的光谱宽度（< 2 nm），波长随温度变化的稳定性更好（0.06~0.07 nm/℃）。此外，VCSEL可以产生圆形对称的优质光束，而EEL的光束轮廓为椭圆形。最后，VCSEL固有的二维阵列可制造性，使其在2D点云生成和芯片级光学集成方面具有EEL无法比拟的优势，而且无需复杂的封装。因此，许多激光雷达制造商正在采用VCSEL阵列作为其光源。

随着VCSEL技术的发展进步，VCSEL的功率密度已经足够满足激光雷达的需求，现在迫切需要降低其光束发散角以获得更高的亮度。降低VCSEL光束发散角通常的手段是加长腔长，使得VCSEL发光孔内外的有效折射率差异降低，进而抑制高阶模式的产生。高阶模式的光束具有更大的发散角，因此，将高阶模式的光束抑制之后，剩下的低阶模式光束可以实现更小的发散角。

因此，压缩光束发散角通常伴随着较少的高阶模态和较窄的光谱宽度，因此其对光谱亮度的影响会加倍。氧化物基VCSEL的典型D86发散全角通常约为20°~30°，这对于大多数中长距离（> 100 m）扫描激光雷达来说还是相当大的。此外，与单结VCSEL相比，多结VCSEL具有多个用于电流限制的氧化物层，由于横向光学局限更强，因此发散角可能更大。

激光雷达（LiDAR）是自动驾驶汽车不可或缺的EL4581CS传感器之一，在智能手机、平板电脑以及机器人等终端中的人脸识别（Face ID）、红外照明、飞行时间（ToF）接近传感、3D传感等应用的推动下，VCSEL芯片及其模组的产量达到了前所未有的数十亿颗量级。随着量产供应链的成熟，VCSEL的大规模应用正扩展到自动驾驶、计算、虚拟现实/增强现实、工业快速加热、医美等领域。其中，配备VCSEL阵列固态光源的激光雷达（LiDAR）系统已经在自动驾驶汽车上实现商业化。

在自动驾驶技术日益成熟的今天，激光雷达系统作为汽车感知环境的关键技术之一，其性能的优劣直接影响到自动驾驶汽车的安全性和可靠性。传统的激光雷达系统因其发散角较大，导致在远距离探测时的精度不足，限制了自动驾驶汽车的性能。而纵慧芯光研发的小发散角AR-VCSEL技术，通过其独特的光束控制能力，不仅提高了激光雷达的探测距离，同时也提升了探测精度，这对于提升自动驾驶汽车的反应时间和安全性有着重要意义。

此外，纵慧芯光的这项技术还具有较高的成本效益。通过采用先进的制造工艺和设计，小发散角AR-VCSEL在保证高性能的同时，也实现了成本的有效控制。这对于促进激光雷达技术的广泛应用，特别是在消费级市场中的推广，具有重要的意义。

随着自动驾驶技术的不断进步，对激光雷达系统的需求也在不断增加。纵慧芯光的小发散角AR-VCSEL技术，凭借其在探测精度、距离和成本效益等方面的显著优势，有望为汽车激光雷达市场带来一场变革。这不仅将推动自动驾驶技术的发展，也将为消费者提供更安全、更可靠的自动驾驶汽车。未来，我们有理由相信，纵慧芯光的这项创新技术将在汽车激光雷达领域扮演越来越重要的角色。