LiDARにおける高出力・短パルス駆動の重要性 🚀
LiDAR（Light Detection and Ranging）を車載用途（自動運転）や産業用途（ロボティクス、AGV）で実用化するためには、レーザーダイオード（LD）に高出力かつ短パルス駆動が求められます。これは、LiDARの測距性能（距離）、解像度（精度）、そして安全性を同時に確保するために不可欠な要素です。
1. 高出力駆動の必要性（長距離・悪天候への対応）
高出力のレーザーダイオードは、LiDARの主要な課題である長距離測定と外乱光耐性を解決するために重要です。
| 目的 | 詳細な理由 |
| 長距離化 | レーザー光は距離の2乗に反比例して強度が減衰します（1/R2）。遠くの物体からの微弱な反射光を正確に検出するためには、照射する光のエネルギー（出力）を高くする必要があります。 |
| 外乱光ノイズ対策 | 太陽光などの強い背景光がある環境や、霧・雨などの悪天候下では、反射光が背景ノイズに埋もれやすくなります。高出力化により、信号光（反射光）の強度をノイズレベルよりはるかに高くし、SNS（Signal-to-Noise Ratio）を向上させます。 |
| 信頼性の確保 | 車載用途では、雨粒や雪を確実に識別・除去しつつ、その後ろにある物体を検出する能力が不可欠であり、これには高出力が基盤となります。 |
2. 短パルス駆動の必要性（高解像度化・安全性）
短パルスのレーザー光は、距離分解能と人間の目への安全性を向上させるために重要です。
| 目的 | 詳細な理由 |
| 高い距離分解能 | LiDARの距離分解能は、レーザーパルスの幅（時間）によって決まります。パルス幅を短くするほど、反射波の立ち上がり/立ち下がりがシャープになり、距離測定の精度（解像度）が向上します。ナノ秒（10-9秒）以下のパルス幅が一般的です。 |
| 高ピークパワー | 同じエネルギー量の光をより短い時間（短パルス）に集中させることで、ピークパワー（瞬間的な出力）が向上します。これにより、レーザー光源全体の平均出力を抑えつつ、上記で述べた「高出力」のメリット（長距離化、SNS向上）を得ることができます。 |
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目への安全性（Eye Safety） |
人間の目への損傷リスクは、光の平均出力に強く依存します。短パルス化により、瞬間的な高出力を保ちつつ平均出力を低く抑えることができるため、IECなどの安全基準を満たしやすくなります。 |
3. 実現に向けた技術動向
高出力・短パルス駆動を実現するため、レーザーダイオードの分野では、主に以下の技術開発が進められています。
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EEL（Edge-Emitting Laser）/ VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）の採用:
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EELは高出力に適しており、長距離LiDARに使用されます。
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VCSELは垂直発光のためアレイ化が容易で、短パルス応答性が高く、近距離～中距離のフラッシュLiDARなどに適しています。
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高効率な駆動回路: 高い電流をナノ秒以下の極めて短い時間でLDに供給し、正確なパルス波形を生成するための高速パルス駆動回路（ドライバーIC）技術が重要です。
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波長の選択: 多くの車載LiDARでは905 nm帯のレーザーが使われますが、目への安全性の観点からより安全な1550 nm帯のレーザー（InP系化合物半導体を使用）への移行も進められています。1550 nmは目の中の水分に吸収されるため、より高い平均出力まで安全性が保たれます。
Ceyear社ではLightwave Component Analyzer、Optical Spectrum Analyzerをラインナップしています。
2025年マイクロウェーブ展で展示されます。https://tm-co.co.jp/mwe2025/
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■6433 Lightwave Component Analyzer（最大周波数：110GHzまで） 6433 光コンポーネント アナライザは、E/O デバイス、O/E デバイス、O/O デバイスの特性をテストする、光電融合デバイスの評価に最適なソリューション 3674シリーズ高性能ベクトルネットワークアナライザ（～110GHz, 2/4port)を核にしたソリューションです。 Internal laser wavelength：1310 nm ± 20 nm、1550 nm ± 20 nm
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