近年來，隨著汽車自動/輔助駕駛技術(shù)的興起，激光雷達(dá)變得越來越火熱。激光雷達(dá)及其組件要進(jìn)入車用器件供應(yīng)鏈，必須通過嚴(yán)苛的可靠性驗(yàn)證。激光雷達(dá)光源作為激光雷達(dá)的核心組件之一，自然也成為各大廠商的重點(diǎn)考核對象。面對動輒10W+小時的可靠性指標(biāo)要求，如何設(shè)計(jì)合理有效的可靠性模型，并開展相應(yīng)可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證，是一項(xiàng)嚴(yán)苛、艱巨又必須完成的挑戰(zhàn)。被業(yè)界譽(yù)為“激光雷達(dá)光源新秀”的江蘇亮點(diǎn)光電集團(tuán)（Lμmispot），已在激光半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)域深耘十余載，并逐步擴(kuò)展到固體激光器、光纖激光器等領(lǐng)域。近幾年來，江蘇亮點(diǎn)光電科技（下文簡稱“亮點(diǎn)光電”）更是致力于人眼安全1.5μm波長的一系列激光雷達(dá)光源（如圖1所示）的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售。激光雷達(dá)堪稱自動/輔助駕駛的“眼睛”，亮點(diǎn)光電所推出的車載激光雷達(dá)光源已于近期完成了MTBF 10W+小時壽命試驗(yàn)等一系列可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證，賦能自動/高級輔助駕駛的“眼睛”，使其“看”得更遠(yuǎn)、更可靠。圖1 亮點(diǎn)光電研制的1.5μm系列激光雷達(dá)光源(左到右依次為：圓型、方型、小型、微小型光纖激光器)所謂可靠性測試，即為了評估產(chǎn)品在規(guī)定的壽命期間內(nèi)，在預(yù)期的使用、運(yùn)輸或貯存等環(huán)境下，保持功能可靠性而進(jìn)行的活動，是將產(chǎn)品暴露在自然的或人工的環(huán)境條件下經(jīng)受其作用，以評價產(chǎn)品在實(shí)際使用、運(yùn)輸和貯存環(huán)境條件下的性能，并分析研究環(huán)境因素的影響程度及其作用機(jī)理。一般我們采用各種環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，來模擬氣候環(huán)境中的高溫、低溫、高溫高濕以及溫度變化等情況進(jìn)行可靠性測試試驗(yàn)，目的在于加速反應(yīng)產(chǎn)品在使用環(huán)境中的狀況，以驗(yàn)證其是否達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)，從而對產(chǎn)品進(jìn)行整體評估，以確定產(chǎn)品可靠性壽命。光纖激光器常用可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)有GB/T2423、GB28046、ISO16750、JB/T 12632等標(biāo)準(zhǔn)，也有針對汽車電子元器件級別要求的AEC-Q系列認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。小型化脈沖光纖激光器（含50x70小型和55x55微小型激光器兩款，如圖2所示），是亮點(diǎn)光電針對自動駕駛、遙感勘測、激光測距等領(lǐng)域所推出的人眼安全1.5μm波長的模塊化激光雷達(dá)光源。該光源具有體積小、重量輕，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且已經(jīng)通過上述光纖激光器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一系列可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證。下文簡單分享該司小型激光雷達(dá)光源已完成的可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目，包括：系列溫度試驗(yàn)、溫濕度試驗(yàn)、沖擊和振動、拉力試驗(yàn)、長期老化壽命試驗(yàn)等多項(xiàng)環(huán)境可靠性試驗(yàn)。圖2 亮點(diǎn)光電研制的1.5μm小型激光雷達(dá)光源小型激光器在典型工作條件，高溫+85℃下，連續(xù)工作時間72h的輸出功率變化，如下圖所示，試驗(yàn)結(jié)果表明激光器的功率穩(wěn)定性高（0.525%）及激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定。圖3 小型激光器高溫運(yùn)行測試項(xiàng)目小型激光器在典型工作條件下，低溫-40℃，連續(xù)工作時間72h的輸出功率變化，如下圖所示，試驗(yàn)結(jié)果表明激光器的功率穩(wěn)定性高（0.533%）及激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定。圖4 小型激光器低溫運(yùn)行測試項(xiàng)目小型激光器在+85℃環(huán)境條件下，貯存24小時再連續(xù)運(yùn)行2小時的輸出功率實(shí)時監(jiān)測情況，如下圖所示，試驗(yàn)結(jié)果表明該激光器的輸出功率穩(wěn)定性高（0.563%）及激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求。小型激光器在低溫-40℃環(huán)境條件下，貯存24小時后再運(yùn)行2小時的功率變化情況如下圖所示，試驗(yàn)結(jié)果表明激光器的功率穩(wěn)定性高（0.412%）及激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定。圖6 小型激光器低溫貯存試驗(yàn)后的輸出功率曲線單個循環(huán)最低溫和最高溫各保溫4小時，溫度斜率≥3℃/min，一般不低于4個循環(huán)，小型激光器該試驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)時監(jiān)控的輸出功率變化情況如下圖所示。試驗(yàn)結(jié)果表明溫度循環(huán)過程中激光器的性能穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求。圖7 小型激光器溫度循環(huán)試驗(yàn)項(xiàng)目恒定濕熱一般采用典型高溫高濕條件85℃/85%RH，具體條件和測試時間以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求或?qū)嶋H需求為準(zhǔn)。小型激光器該試驗(yàn)項(xiàng)目的輸出功率變化情況如下圖所示。試驗(yàn)結(jié)果表明激光器的功率穩(wěn)定性高（<0.44%）、激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定。振動試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)一般是合并進(jìn)行，主要模擬產(chǎn)品運(yùn)輸和顛震等場景，亮點(diǎn)激光雷達(dá)光源已通過激光雷達(dá)IEC60068標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)測試。小型激光器的壽命可以用平均失效時間（MTBF）表示。平均失效時間是指產(chǎn)品相鄰無故障的平均工作時間，值越高說明產(chǎn)品的穩(wěn)定性就越高。一般分為可靠性預(yù)計(jì)（采用應(yīng)力分析法和計(jì)數(shù)分析法，參考GJB299C-2006）和構(gòu)建可靠性加速老化模型測試。下圖為小型激光器的老化壽命測試數(shù)據(jù)。注意：這里老化壽命測試，亮點(diǎn)光電一次性同時投入樣品數(shù)量為8臺，連續(xù)測試時間>31天，折算成等效MTBF時間10W+小時壽命，滿足相關(guān)可靠性指標(biāo)要求和設(shè)計(jì)要求。除了上述展示的試驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)據(jù)外，亮點(diǎn)光電的小型激光雷達(dá)光源還通過了直流電源適應(yīng)能力試驗(yàn)、極限電壓上/下電和重啟試驗(yàn)、極限溫度上/下電和重啟試驗(yàn)、過/欠壓保護(hù)、異常斷電、靜電放電抗擾度、自由跌落、規(guī)定變化率的溫度循環(huán)、規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化等一系列試驗(yàn)項(xiàng)目。亮點(diǎn)光電并不止步于此，目前已按照IATF-16949質(zhì)量管理體系的要求，逐步建立起車規(guī)級的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量管控、可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證體系，并將適時向市場推出相關(guān)量產(chǎn)產(chǎn)品，敬請期待。江蘇亮點(diǎn)光電科技有限公司（Lμmispot）總部位于蘇州工業(yè)園區(qū)，注冊資本7000萬，擁有1.4萬平方米的辦公和生產(chǎn)面積，設(shè)有北京亮度、無錫亮源、泰州亮點(diǎn)三個子公司。公司專注于激光信息應(yīng)用領(lǐng)域，研發(fā)、生產(chǎn)及銷售半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、固體激光器及相關(guān)激光應(yīng)用系統(tǒng)。公司獲得高功率激光器工程中心、省部級創(chuàng)新人才稱號、多項(xiàng)國家級創(chuàng)新基金和軍工科研計(jì)劃支持等。目前亮點(diǎn)光電正進(jìn)行B輪融資，準(zhǔn)備擴(kuò)大公司的激光雷達(dá)光源產(chǎn)品線。亮點(diǎn)光電研制的1550nm紅外激光的人眼安全上限遠(yuǎn)大于905nm的激光，背景光干擾問題相對較小，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測；下游雷達(dá)系統(tǒng)如采用相干技術(shù)，信噪比遠(yuǎn)高于905nm -ToF激光雷達(dá)，最大探測距離可以達(dá)到1000米以上。目前公司研制的1550nm激光雷達(dá)光源已給國內(nèi)眾多知名激光雷達(dá)廠商供貨。亮點(diǎn)光電，除了測繪領(lǐng)域用的常規(guī)圓盤激光雷達(dá)光源外，還推出更小體積的模塊化小型/微小型激光雷達(dá)光源。這兩款產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、重量輕、工作溫度范圍寬，通過外接TTL觸發(fā)信號實(shí)現(xiàn)脈沖輸出，非常適合系統(tǒng)集成。目前這兩款產(chǎn)品分別做到50mm×70mm×19mm和55mm×55mm×16mm的尺寸，于近期通過一系列可靠性驗(yàn)證項(xiàng)目（含MTBF 10W+小時壽命測試），將產(chǎn)品體積、重量、性能和可靠性不斷做到極致，致力于成為激光雷達(dá)的理想光源。該司優(yōu)勢還在于其全資子公司--無錫亮源，具有完整的半導(dǎo)體封裝技術(shù)和批量生產(chǎn)基地，光纖激光器的核心器件——半導(dǎo)體激光器可以自主獨(dú)立封裝，根據(jù)客戶要求定制，將最低的成本、最優(yōu)的品質(zhì)提供給客戶。同時，亮點(diǎn)光電具有領(lǐng)先國內(nèi)的全國產(chǎn)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)所有器件國產(chǎn)化，不受國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響，保證產(chǎn)品性能的同時，也可以保證產(chǎn)品交付時間，并控制產(chǎn)品成本。亮點(diǎn)光電仍在加快技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新步伐，將不斷推出更低成本、更高可靠性的1.5μm激光雷達(dá)光源產(chǎn)品，以滿足市場需求。
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