Entwicklung aktiv gütegeschalteter Halbleiterlaser für LiDAR-Systeme des autonomen Fahrzeugs
Seiten
2024
Cuvillier Verlag
978-3-7369-7976-5 (ISBN)
Cuvillier Verlag
978-3-7369-7976-5 (ISBN)
Durch die Steigerung der Pulsenergie und -leistung von kostengünstigen Diodenlasern mit einer Pulslänge, die deutlich kleiner ist als eine Nanosekunde, wird eine Verbesserung der Reichweite und Tiefenauflösung von LiDAR-Sensoren für das automatisierte Fahren ermöglicht. Diese Fortschritte eröffnen auch in anderen Anwendungsbereichen wie Lasertomographie, dreidimensionaler Bildgebung und Spektroskopie signifikante Vorteile.
Die vorliegende Arbeit untersucht ein neuartiges Konzept von aktiv gütegeschalteten zweisektionalen Halbleiterlasern, um hohe Injektionsströme zu erreichen und somit die Pulsparameter zu steigern. Im Rahmen dieser Untersuchung werden durch Simulationen die geometrischen Parameter analysiert und eine innovative vertikale Schichtstruktur entwickelt. Dabei wird ein dynamischer Antiguiding-Effekt durch die gezielte Steuerung des optischen Füllfaktors genutzt, um die Pulsenergie zu erhöhen und gleichzeitig die Pulsdauer zu verringern, was wiederum die optische Spitzenleistung verbessert.
Erste Experimente ergeben Pulsleistungen von 56 W und Pulsenergien von 15 nJ bei einer Pulslänge von 250 ps. Es wird gezeigt, dass ein großes Potenzial besteht, diese Werte weiter zu erhöhen. Die untersuchten Breitstreifenlaser basieren auf AlGaAs mit einer GaAs/InGaAs-aktiven Zone und einer Wellenlänge kleiner als 900 nm.
Die vorliegende Arbeit untersucht ein neuartiges Konzept von aktiv gütegeschalteten zweisektionalen Halbleiterlasern, um hohe Injektionsströme zu erreichen und somit die Pulsparameter zu steigern. Im Rahmen dieser Untersuchung werden durch Simulationen die geometrischen Parameter analysiert und eine innovative vertikale Schichtstruktur entwickelt. Dabei wird ein dynamischer Antiguiding-Effekt durch die gezielte Steuerung des optischen Füllfaktors genutzt, um die Pulsenergie zu erhöhen und gleichzeitig die Pulsdauer zu verringern, was wiederum die optische Spitzenleistung verbessert.
Erste Experimente ergeben Pulsleistungen von 56 W und Pulsenergien von 15 nJ bei einer Pulslänge von 250 ps. Es wird gezeigt, dass ein großes Potenzial besteht, diese Werte weiter zu erhöhen. Die untersuchten Breitstreifenlaser basieren auf AlGaAs mit einer GaAs/InGaAs-aktiven Zone und einer Wellenlänge kleiner als 900 nm.
| Erscheinungsdatum | 18.06.2024 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Innovationen mit Mikrowellen und Licht ; 75 |
| Verlagsort | Göttingen |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Themenwelt | Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik |
| Schlagworte | Active volume Resolution, Time-of-Flight, Double heterostructure • Anti-Indexführung, Aktives Volumen, Auflösungsvermögen • autonomes Fahren, Güteschalten, Pulserzeugung • beam source, pulse duration, substrate, Modes, Far field • Breitstreifenlaser, Gallium-Arsenid, Indium-Gallium-Arsenid • Bulk-Laser, Quantenfilm-Laser, Pulsleistung • Charge carrier density, Sections, Layer structure • Contact structure, Bulk laser, Quantum film laser • Far field, near field, Relaxation oscillation, Gain switching • Laserdesign, Infrarot • Laser, Diodenlaser, Halbleiterlaser, LiDAR, Füllfaktor, Wellenleiter • Laufzeitmessung, Doppelheterostruktur, Kontaktstruktur • Nahfeld, Relaxationsoszillation, Gewinnschalten • picosecond pulses, autonomous driving • Puldauer, Substrat, Moden, Fernfeld • pulse generation, Anti-index guidance • Pulse power, Laser design, Infrared, Laser Simulation, Laser development • Sektionen, Schichtstruktur, Strahlquelle • Simulation, Laserentwicklung, Ladungsträgerdichte • Wellenführung, Wellenleiter, Pulslänge, Picosekundenpulse |
| ISBN-10 | 3-7369-7976-2 / 3736979762 |
| ISBN-13 | 978-3-7369-7976-5 / 9783736979765 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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