车载激光雷达的主流波长选择集中在 905nm 与 1550nm 两条技术路线,两者均具备不被大气吸收、不与可见光混淆的物理优势,但各自的隐藏风险截然不同:905nm 受严格的人眼安全限制,功率天花板较低,可能制约远距离探测性能;1550nm 虽然人眼安全性更高、探测距离潜力更大,却依赖昂贵的磷化铟(InP)激光器和铟镓砷(InGaAs)探测器,成本高昂且供应链集中。
905nm 路线:性价比与人眼安全的天花板
905nm 是目前车载激光雷达的 主流波长,其产业基础源于消费电子领域,成本优势明显。然而,该波长靠近人眼视网膜吸收峰值,国际安全标准对其发射功率施加严格限制。这意味着在保证人眼安全的前提下,905nm 激光器的峰值功率存在 硬性天花板,进而可能限制雷达在远距离、低反射率目标(如暗色车辆、行人)上的探测能力。此外,905nm 常用的硅基探测器(如 SiPM、SPAD)虽灵敏度高,但在强光环境下易受干扰,影响实际工况的稳定性。
1550nm 路线:性能优势与供应链依赖
1550nm 波长源自光通信产业,其最大优势是 人眼安全性高,允许发射更高的激光功率,从而获得更远的探测距离和更好的抗干扰能力。但代价是成本陡增:其激光器需使用 磷化铟(InP) 衬底,探测器则必须采用 铟镓砷(InGaAs) 材料(如 APD),两者均比 905nm 路线中成熟的砷化镓(GaAs)和硅材料昂贵得多。同时,InP 和 InGaAs 的晶圆制造、供应链集中度远高于硅基方案,量产规模与成本下降速度面临不确定性。
常见问题
905nm 和 1550nm 哪个更安全?
从人眼安全角度看,1550nm 明显更安全。该波长被眼角膜和晶状体强烈吸收,几乎不会聚焦到视网膜,因此允许更高的发射功率;而 905nm 会聚焦到视网膜,安全限值更低。
为什么 1550nm 激光雷达更贵?
核心原因是材料成本。1550nm 激光器采用 磷化铟(InP) 衬底,探测器采用 铟镓砷(InGaAs) 材料,两者都比 905nm 路线所用的砷化镓(GaAs)和硅材料昂贵,且晶圆尺寸更小、制造工艺更复杂。
未来哪种波长会成为主流?
目前 905nm 凭借性价比优势仍将是未来多年的主流。1550nm 的机会可能出现在测距技术从 TOF 向 FMCW 演进之后——FMCW 已在光通信领域广泛使用,而该领域恰好以 1550nm 为产业基础。