近年来，随着汽车自动/辅助驾驶技术的兴起，激光雷达变得越来越火热。激光雷达及其组件要进入车用器件供应链，必须通过严苛的可靠性验证。激光雷达光源作为激光雷达的核心组件之一，自然也成为各大厂商的重点考核对象。面对动辄10W+小时的可靠性指标要求，如何设计合理有效的可靠性模型，并开展相应可靠性试验验证，是一项严苛、艰巨又必须完成的挑战。被业界誉为“激光雷达光源新秀”的江苏亮点光电集团（Lμmispot），已在激光半导体行业领域深耘十余载，并逐步扩展到固体激光器、光纤激光器等领域。近几年来，江苏亮点光电科技（下文简称“亮点光电”）更是致力于人眼安全1.5μm波长的一系列激光雷达光源（如图1所示）的研发、设计、生产和销售。激光雷达堪称自动/辅助驾驶的“眼睛”，亮点光电所推出的车载激光雷达光源已于近期完成了MTBF 10W+小时寿命试验等一系列可靠性试验验证，赋能自动/高级辅助驾驶的“眼睛”，使其“看”得更远、更可靠。图1 亮点光电研制的1.5μm系列激光雷达光源(左到右依次为：圆型、方型、小型、微小型光纤激光器)所谓可靠性测试，即为了评估产品在规定的寿命期间内，在预期的使用、运输或贮存等环境下，保持功能可靠性而进行的活动，是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价产品在实际使用、运输和贮存环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。一般我们采用各种环境试验设备，来模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况进行可靠性测试试验，目的在于加速反应产品在使用环境中的状况，以验证其是否达到预期的质量目标，从而对产品进行整体评估，以确定产品可靠性寿命。光纤激光器常用可靠性测试标准有GB/T2423、GB28046、ISO16750、JB/T 12632等标准，也有针对汽车电子元器件级别要求的AEC-Q系列认证标准。小型化脉冲光纤激光器（含50x70小型和55x55微小型激光器两款，如图2所示），是亮点光电针对自动驾驶、遥感勘测、激光测距等领域所推出的人眼安全1.5μm波长的模块化激光雷达光源。该光源具有体积小、重量轻，环境适应性强等特点，并且已经通过上述光纤激光器行业标准的一系列可靠性试验验证。下文简单分享该司小型激光雷达光源已完成的可靠性试验项目，包括：系列温度试验、温湿度试验、冲击和振动、拉力试验、长期老化寿命试验等多项环境可靠性试验。小型激光器在典型工作条件，高温+85℃下，连续工作时间72h的输出功率变化，如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.525%）及激光器内部温度稳定。小型激光器在典型工作条件下，低温-40℃，连续工作时间72h的输出功率变化，如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.533%）及激光器内部温度稳定。小型激光器在+85℃环境条件下，贮存24小时再连续运行2小时的输出功率实时监测情况，如下图所示，试验结果表明该激光器的输出功率稳定性高（0.563%）及激光器内部温度稳定，符合设计要求。小型激光器在低温-40℃环境条件下，贮存24小时后再运行2小时的功率变化情况如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.412%）及激光器内部温度稳定。单个循环最低温和最高温各保温4小时，温度斜率≥3℃/min，一般不低于4个循环，小型激光器该试验项目的实时监控的输出功率变化情况如下图所示。试验结果表明温度循环过程中激光器的性能稳定，满足设计要求。恒定湿热一般采用典型高温高湿条件85℃/85%RH，具体条件和测试时间以相关标准要求或实际需求为准。小型激光器该试验项目的输出功率变化情况如下图所示。试验结果表明激光器的功率稳定性高（<0.44%）、激光器内部温度稳定。振动试验和冲击试验一般是合并进行，主要模拟产品运输和颠震等场景，亮点激光雷达光源已通过激光雷达IEC60068标准的相关测试。小型激光器的寿命可以用平均失效时间（MTBF）表示。平均失效时间是指产品相邻无故障的平均工作时间，值越高说明产品的稳定性就越高。一般分为可靠性预计（采用应力分析法和计数分析法，参考GJB299C-2006）和构建可靠性加速老化模型测试。下图为小型激光器的老化寿命测试数据。注意：这里老化寿命测试，亮点光电一次性同时投入样品数量为8台，连续测试时间>31天，折算成等效MTBF时间10W+小时寿命，满足相关可靠性指标要求和设计要求。除了上述展示的试验项目和数据外，亮点光电的小型激光雷达光源还通过了直流电源适应能力试验、极限电压上/下电和重启试验、极限温度上/下电和重启试验、过/欠压保护、异常断电、静电放电抗扰度、自由跌落、规定变化率的温度循环、规定转换时间的快速温度变化等一系列试验项目。亮点光电并不止步于此，目前已按照IATF-16949质量管理体系的要求，逐步建立起车规级的产品设计、质量管控、可靠性试验验证体系，并将适时向市场推出相关量产产品，敬请期待。江苏亮点光电科技有限公司（Lμmispot）总部位于苏州工业园区，注册资本7000万，拥有1.4万平方米的办公和生产面积，设有北京亮度、无锡亮源、泰州亮点三个子公司。公司专注于激光信息应用领域，研发、生产及销售半导体激光器、光纤激光器、固体激光器及相关激光应用系统。公司获得高功率激光器工程中心、省部级创新人才称号、多项国家级创新基金和军工科研计划支持等。目前亮点光电正进行B轮融资，准备扩大公司的激光雷达光源产品线。亮点光电研制的1550nm红外激光的人眼安全上限远大于905nm的激光，背景光干扰问题相对较小，可以实现远距离探测；下游雷达系统如采用相干技术，信噪比远高于905nm -ToF激光雷达，最大探测距离可以达到1000米以上。目前公司研制的1550nm激光雷达光源已给国内众多知名激光雷达厂商供货。亮点光电，除了测绘领域用的常规圆盘激光雷达光源外，还推出更小体积的模块化小型/微小型激光雷达光源。这两款产品结构紧凑、体积小巧、重量轻、工作温度范围宽，通过外接TTL触发信号实现脉冲输出，非常适合系统集成。目前这两款产品分别做到50mm×70mm×19mm和55mm×55mm×16mm的尺寸，于近期通过一系列可靠性验证项目（含MTBF 10W+小时寿命测试），将产品体积、重量、性能和可靠性不断做到极致，致力于成为激光雷达的理想光源。该司优势还在于其全资子公司--无锡亮源，具有完整的半导体封装技术和批量生产基地，光纤激光器的核心器件——半导体激光器可以自主独立封装，根据客户要求定制，将最低的成本、最优的品质提供给客户。同时，亮点光电具有领先国内的全国产化技术，可以实现所有器件国产化，不受国际经济环境影响，保证产品性能的同时，也可以保证产品交付时间，并控制产品成本。亮点光电仍在加快技术研发和创新步伐，将不断推出更低成本、更高可靠性的1.5μm激光雷达光源产品，以满足市场需求。
上一篇：
资本加码“激光赛道”，“激光版块”的春天要来了？
下一篇：
欧菲光加码布局激光雷达，打造第二增长曲线
