车载光学激光雷达的波长选择,核心受激光安全法规约束,主要体现为不同波长对应不同的人眼安全等级,进而决定可用的发射功率上限。在主流方案中,905nm 与 1550nm 因在人眼中的吸收特性不同,其合规路径和产品设计逻辑存在显著差异。

波长选择与激光安全分级

车载激光雷达的波长并非随意选定。905nm 与 1550nm 之所以成为产业主流,首先是因为这两种波长都不易被大气环境吸收,且不会与可见光混淆。更重要的是,激光安全标准对不同波长的发射功率有严格限制,这直接关系到人眼安全。

从人眼安全角度看,1550nm 波长明显更具优势。这一差异源于人眼对不同波长光的聚焦特性:较短波长(如 905nm)更易被视网膜吸收,而较长波长(如 1550nm)的能量主要被角膜和晶状体吸收,对视网膜的损伤风险更低。因此,在同等安全等级下,1550nm 激光器可以承受更高的发射功率。

905nm 与 1550nm 的合规与设计路径差异

两种波长的合规路径差异,直接影响了激光雷达的整机设计:

维度905nm1550nm
人眼安全功率上限较低(视网膜吸收率高)较高(角膜/晶状体吸收为主)
探测距离潜力受功率限制允许更高功率,探测距离更具优势
产业链基础消费电子领域成熟光通信领域成熟
核心成本砷化镓(GaAs)材料,成本较低磷化铟(InP)材料,成本显著更高

905nm 因靠近可见光波段,视网膜吸收率高,安全功率上限较低,这限制了其最大探测距离的进一步提升。相比之下,1550nm 因视网膜损伤风险低,允许更高的功率等级,从而在探测距离上更具潜力——这也是行业公认的技术特性。

然而,成本是制约路线选择的关键因素。1550nm 激光器使用磷化铟(InP)材料,相比 905nm 常用的砷化镓(GaAs)材料昂贵很多。因此,在当前行业格局中,905nm 凭借性价比优势是当之无愧的主流方案。

法规趋势与未来路线

值得注意的是,法规趋严可能加速行业向 1550nm 等更安全波长迁移。随着激光雷达大规模上车,人眼安全标准若进一步提高,905nm 的功率限制将更加凸显,而 1550nm 在安全合规上的先天优势将转化为市场准入的便利。

此外,下一代测距技术 FMCW 的产业化,可能为 1550nm 带来新的机会。FMCW 技术目前被广泛运用于光通信领域,而该领域恰恰以 1550nm 光源为主,具有现成的产业链基础。

常见问题

为什么 905nm 是当前车载激光雷达的主流?

因为 905nm 在性能与成本之间取得了更好的平衡。其激光器采用砷化镓(GaAs)材料,产业链成熟、成本较低,虽然人眼安全功率上限不及 1550nm,但已能满足当前主流应用需求。

1550nm 激光雷达的主要劣势是什么?

核心劣势在于成本。1550nm 激光器需要使用磷化铟(InP)材料,相比 905nm 的砷化镓(GaAs)材料昂贵很多,这直接推高了整机成本,限制了其大规模普及。

法规变化会如何影响波长路线选择?

若激光安全法规进一步趋严,905nm 的功率限制将更加明显,可能促使更多厂商转向 1550nm 方案。此外,FMCW 技术的产业化也可能加速这一迁移,因为该技术路线天然与 1550nm 的产业链基础相匹配。