激光的特性

激光和普通光的根本不同在于激光是一種有很bai高光子簡(jiǎn)并度的光。du光子簡(jiǎn)并度可以理解為具有相同模式（或波型）的光子數(shù)目，即具有相同狀態(tài)的光子數(shù)目。

激光器主要由增益介質(zhì)和諧振腔組成。1、測(cè)量速度一般通過(guò)激光脈沖的發(fā)射頻率來(lái)體現(xiàn)，例如RIEGL的VUX-1UAV其激光發(fā)射頻率為550000點(diǎn)/秒，而miniVUX-1UAV是100000點(diǎn)/秒。諧振腔選模，增益介質(zhì)通過(guò)受激輻射向確定的模提供能量，從而形成具有很高光子簡(jiǎn)并度的激光。高光子簡(jiǎn)并度表現(xiàn)出很好的單色性、方向性、相干性及高亮度；激光可被壓縮成極短的超短脈沖，脈寬已達(dá)到秒量級(jí)，能產(chǎn)生短至4.6 fs的超短激光脈沖，高達(dá)1020W／cm2的光功率密度。

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激光雷達(dá)的主要性能指標(biāo)

1、波長(zhǎng)：

目前市場(chǎng)上激光雷達(dá)的波長(zhǎng)是905nm和1550 nm。

1550nm的LiDAR傳感器可以以更高的功率運(yùn)行，以提高探測(cè)范圍，同時(shí)對(duì)于雨霧的穿透力更強(qiáng)。而905nm的主要優(yōu)點(diǎn)是……相對(duì)來(lái)講比較便宜。

2、掃描頻率：

一秒內(nèi)進(jìn)行多少次測(cè)距輸出。

較高的掃描頻率可以確保安裝激光雷達(dá)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)較快速度的運(yùn)動(dòng)，并且保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量。

但要提高掃描頻率并不只是簡(jiǎn)單的加速激光雷達(dá)內(nèi)部掃描電機(jī)旋轉(zhuǎn)這么簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)的需要提高測(cè)距采樣率。否則當(dāng)采樣頻率固定的情況下，更快的掃描速度只會(huì)降低角分辨率。

3、測(cè)量距離：

激光雷達(dá)所標(biāo)稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體（如白紙）作為測(cè)試基準(zhǔn)。激光的特性激光和普通光的根本不同在于激光是一種有很bai高光子簡(jiǎn)并度的光。激光雷達(dá)的測(cè)距與目標(biāo)的反射率相關(guān)。目標(biāo)的反射率越高則測(cè)量的距離越遠(yuǎn)，目標(biāo)的反射率越低則測(cè)量的距離越近。因此在查看激光雷達(dá)的探測(cè)距離時(shí)要知道該測(cè)量距離是目標(biāo)反射率為多少時(shí)的探測(cè)距離。

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固態(tài)激光雷達(dá)三種技術(shù)手段

所謂的固態(tài)激光雷達(dá)，大家普遍的認(rèn)識(shí)是不旋轉(zhuǎn)的就是固態(tài)激光雷達(dá)。通常分為三種，基于相控陣、Flash、MEMS三種方式實(shí)現(xiàn)的。

采用相控陣原理實(shí)現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)，完全取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個(gè)發(fā)射單元的相位差來(lái)改變激光的出射角度。技術(shù)上來(lái)講，目前傳統(tǒng)激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)很成熟，而固態(tài)激光雷達(dá)和混合固態(tài)激光雷達(dá)尚處于起步階段，因此各企業(yè)當(dāng)前在自動(dòng)駕駛汽車使用的激光雷達(dá)，多以機(jī)械式激光雷達(dá)為主。光學(xué)相控陣一般都是通過(guò)電信號(hào)對(duì)其相位進(jìn)行嚴(yán)格的控制實(shí)現(xiàn)光束指向掃描，因此也可以稱為電子掃描技術(shù)。但也易形成旁瓣，影響光束作用距離和角分辨率，同時(shí)生產(chǎn)難度高。

采用3D Flash技術(shù)的固態(tài)激光雷達(dá)屬于非掃描式雷達(dá)，發(fā)射面陣光，是以2維或3維圖像為重點(diǎn)輸出內(nèi)容的激光雷達(dá)。雖然穩(wěn)定性和成本不錯(cuò)，但主要問(wèn)題在于探測(cè)距離較近，在技術(shù)的可靠性方面還存在問(wèn)題。

而基于MEMS的固態(tài)激光雷達(dá)，是通過(guò)微振鏡的方式改變單個(gè)的發(fā)射角度進(jìn)行掃描，由此形成一種面陣的掃描視野。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越多，無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人駕駛飛機(jī)、3D打印、VR/AR等領(lǐng)域都可以看到它的身影。目前基于MEMS方式的激光雷達(dá)，有很多的廠家在研發(fā)。MEMS相對(duì)于前兩者，技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)，且價(jià)格也比較低廉。因此被主機(jī)廠商也一致看好。

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