激光雷达真正的壁垒在于激光收发系统，而不是“机械旋转”“半固态”“转镜”“棱镜”“MEMS”这些词语所代表的扫描系统。随着市场竞争逐步进入深水区，激光的发射与接收系统，正在成为市场新的关注点。

根据系统集成度的不同，已进入量产阶段的TOF激光雷达的激光发射系统可分为EEL与VCSEL，接收系统可分为APD与SPAD；而根据光源波长的不同，激光收发系统则主要分为905与1550两个大类。因为触及“人眼安全”“探测距离”“功耗”“成本”等关键点，905与1550这个分类值得拿出来讨论一番。

905nm和1550nm都是光的波长，每一种波长都有其特性，比如收的特性、发的特性、被干扰的特性、对人眼影响的特性等，其实本身并没有优劣之分，但在应用到激光雷达产品中时，在不同侧面会呈现出各自的“优劣势”。

当前，905与1550激光雷达均有产品开始进入量产交付阶段，究竟哪种技术路线“更好”，激光雷达厂商们自然是各执一词，并且，若只从某个单一角度看，厂商们的说法往往也“绝对真实”，但据某激光雷达厂商负责人的说法，“车企现在对905和1550都不是特别满意”。

站在第三方的角度，简单轻率地说“谁比谁牛逼”这样的话是毫不负责任的，与此相比，更有意义的是，通过层层抽丝剥茧，澄清很多误解和疑问。

注：在FMCW中，1550是比905更好的选择，这个已成为业内的共识，因此，本文后续对1550与905的对比，特指在TOF的技术路线下。

一.1550的优势，不止于“探测距离”

提起1550激光雷达，大家的第一反应是，跟905相比，1550最明显的优势是可在确保人眼安全的前提下以更高的发光功率工作，因而可实现更长的探测距离。

除此之外，高端测绘领域之所以更偏向于采用1550，最关键的因素并不是“探测距离”，而是1550的光束发散角比905小得多。

发散角大，意味着光束传播越远，光斑越大，进而可能会导致光束照在远处小物体上后返回的能量不够大，从而导致测不到。其次，也会影响复杂场景下的点云精度，如果光斑大到同时打到前后两个相隔很近的物体，并在激光雷达内部无法解码区分这两个物体，那可能会在两个物体中间形成一个“假点”；遇到斑马线或者棋盘格这种高低相隔的物体，甚至会测出来“波浪线”。

905激光器的发光面有几百微米，而1550光纤激光器的发光面只有10微米左右，发光面越小，光斑的远场发散角就可以抑制得越小。这意味着，与905相比，1550在激光发散角层面，可以对远距离的小物体有更好的测量。

二．1550“容易被水吸收”的问题有解吗？

先上答案：这个问题客观存在，无解，但并不算严重。

雨水可分为“雨点”和呈片状的“水帘”或“水滩”两种，其中，“雨点”基本不具备完全屏蔽1550光波的能力（一方面，在正常雨天激光光束打到雨点上的概率并没有那么高；另一方面，光斑远大于毫米大小的雨滴），只有成片状的“水帘”或“水滩”才可以吸收。

然而，通常，前视激光雷达遇到的“雨水”都是在空中的“雨点”，很少有情形是前方的雨水是像瀑布一样倾斜而下的“水帘状”。在雨大到被探测物体整个表面有厚达2毫米的水“瀑布”的情况下，人也没法按照正常速度开车了，指望自动驾驶在几年内就能够完美处理好这种工况，也不太现实。

地面上成片的雨水即“水滩”确实比较麻烦，但不止是1550，遇到这种雨水，905同样也会“被致盲”。

三．1550“散热难”的问题有解吗？

1550的探测距离比905长，是以更高的发光功率为代价的。如905的典型功耗在20W左右，而1550的典型功耗则在30W以上。高功率便意味着高功耗，甚至意味着散热更难。由于散热问题并不好处理，主机厂希望由Tier 1来解决，而Tier 1则希望由激光雷达厂商自己来解决。

1.1550的电光转换效率更低

如果把功率控制到跟905同等的水平，1550在探测距离上并无优势，甚至还不如905。因为，总体上，1550的电光转换效率比905低。所谓“电光转换效率”，指激光雷达将电能转换为光波的效率。这个转换的过程中，会发生一定程度的能量损耗，而损耗的多少，便决定了电光转换效率的高低。

光的波长越长，则其每一个光子的能量越低，相应地，载流子吸收也会比较多，而载离子吸收多则意味着损耗很大，因此，1550的能量效率天然就没有905高。905用的是半导体激光器，而1550采用的则是光纤激光器，这两种激光器在原理上的差异也影响到了电光转换效率。

综合来看，905nm激光器的电光转换效率肯定更高，因为相对光纤激光器来说少了一个光纤耦合和放大的过程。半导体激光器的电光转换效率依赖整个材料和半导体工艺的水平的发展，光纤激光器的光电转换效率更依赖于耦合工艺和光纤放大器的设计和实现，以及特种光纤的材料性能的提升。

那么，1550可否做成半导体激光器，省掉“光纤耦合放大”的过程呢？也可以，但如此一来，就只有种子激光器了，那其发光功率就远弱于905了，相应地，探测距离也远不如905了。

2.一个间接原因：1550的激光器数量太少

在禾赛的905+VCSEL激光雷达中，激光器的数量往往跟“线数”有一一对应的关系，如128线就有128个激光器，而Luminar的1550激光雷达尽管号称640线，但只用了1颗激光器，也有一些1550激光雷达上用了2颗激光器。

由于整台机器只有1-2个激光器，为了实现“128线”“640线”的效果，1550激光雷达扫描部件的机械运动频率自然要远超那些有许多颗激光器的905激光雷达，这样，扫描镜的口径便需要做得特别小才行。如此一来，接收光子便比较难，而为了降低接收光子的难度（即提高光接收效率），便只能提高发射端的功率了。

那么，1550有没有可能如禾赛128一样，“有多少线，就有多少个激光器”呢？

答案是：无论从成本的角度，还是技术工程的角度看，均不可行。

首先，1550半导体激光器的成本通常在905半导体激光器的数倍，如果高线的1550激光雷达采用跟905同样数量的激光器，在成本上就吃不消。

其次，技术工程层面，光纤激光器体积大、功耗高，如果采用很多激光器，不仅集成难度会特别大，而且还会导致激光雷达整机的体积过大，因而无法安装至整车。

3.另一个间接原因：探测端

激光雷达是一个系统工程，因此，功耗不仅受制于激光发射端，也受制于探测端。

当前，905的探测端目前已经有成熟的单光子探测器了（仅需几个光子即可探测），就是硅基材料的SPAD，而1550的探测端采用的则是铟镓砷，铟镓砷的感光灵敏度要比硅基材料低不少（需要上百个光子才能探测），因此，为了实现比较长的探测距离，发射端的功率自然要比905高许多才行。

综合以上三点的分析看，1550激光器功耗高、散热难这个问题基本上是无解的，因而，功耗也无法降低至跟905同等的水平。

四．单激光器方案&多激光器方案

基于上一节可以得出，短期内，1550不大可能做出多激光器方案。1550nm光纤激光器本身就具备更高的脉冲功率和重复频率，只需要一个激光收发装置就可以完成高重频的探测。

不过，1550在更高的脉冲功率和重复频率下工作，会有如下弊端：

每个点的功率大幅提高的代价，就是1550无法做到和905同样多的每秒点云数量，进而会影响分辨率。

为了做大FOV和点云数，单一激光器方案基本都采用二维转镜，这导致其结构比多激光器方案（通常采用一维转镜）复杂得多，相应地，为了保持性能和稳定性，所需要投入的研发成本也更高。

至于“负荷过高会使其寿命和可靠性、鲁棒性受到影响”的问题，目前激光雷达所需要的负荷，即使点频增加十倍以上，对于1550nm光纤激光器也谈不上“负荷过重”，只要设计工艺做得好，这点负荷根本不是问题。

五．1550可否做成VCSEL芯片方案？

1550体积太大，导致激光器数量上不去，那么，1550可否做成VCSEL芯片（用多个激光器）方案，实现跟905同样高的集成度呢？

答案是：不行。

其一，不是所有东西想芯片化就能芯片化的，它的一个必要条件是非芯片化的系统已经是个成熟稳定的系统，已经经过验证，但1550nm系统今天还不够成熟，可靠性、性能都还没达到需求，因而，不大可能实现芯片化。

其二，1550做成VCSEL“没有任何意义”，1550的光纤激器的光束质量是非常好的，我们要用1550的光激光器做光源，主要就是看重光纤激光器的光束质量，如果做成VCSEL，那就跟905的半导体激光器没什么区别了。

六．探测端的提升，1550比905更难

前面说过，1550发射功率高的一个原因是探测端灵敏度比较低，为了实现比较长的探测距离，发射端自然需要比905更高的功率。这意味着，1550降低功耗的一个路径是提高探测端的灵敏度，这个设想是否可行呢？

貌似不行，因为现阶段，即便抛开良率、成本因素，就探测效率、响应速度、工作温度范围几方面而言，与1550相比，针对905nm的硅探测器也具有明显优势。

虽然905激光器的功率最终受到人眼安全的限制，但可以通过提升探测器的效率来实现更长的探测距离。未来，905在探测器上的提升主要就是持续提升单光子的探测效率。目前，单光子探测器的探测效率在10%左右，即每收到10个光子会触发一次雪崩。后续，这个数值会逐步提升到20%、30%。

但是1550探测端所用的材料铟镓砷的噪声很大，尤其是当它做成单光子探测器的时候，需要制冷到零下20度以下的温度，才可以抑制这个材料自身产生的噪声。我们很难想象一个需要制冷到零下20度以下的探测器在车载环境下可以生存，这就是为什么现在1550的探测端很少使用单光子探测器的原因。因此，也就没办法利用单光子探测器感光灵敏度更高这一最主要优势。

七．1550有可能应用于Flash吗？

业界普遍认为，TOF激光雷达的终局就是Flash，现阶段，Flash激光雷达采用的激光器基本都是905nm的，那么，在未来，Flash有没有可能做成1550呢？

答案是技术上可行，但实际上并无必要。主要是因为成本太高，1550的发散角小，光斑质量高，非常适合点光源， 但FLASH 是面光源，不需要任何可动的扫描器。

八．生产制造

除了上面所谈及的性能、可靠性之外，生产制造是激光雷达量产交付的关键。

对于905nm器件，利用CMOS图像传感器3000亿美元的产业规模红利，可以采用更大晶圆、更小像素尺寸，更重要的是全球有20多家成熟超级工厂具备这样的生产工艺；反观1550nm器件，所依赖的光通讯产业链规模远不及905，只有前者的百分之一不到，因而生产工艺、制造水平的成长都受到限制，目前采用的晶圆尺寸更小，像素尺寸远低于905。随着905的应用不断扩大，两者生产制造方面的差距也只会更加拉开距离。

总结

尽管多数激光雷达厂商都储备了1550技术，但在相当长的一段时间里，905都会是主流。

在激光雷达核心三要素里性能、可靠性、成本方面，1550方案皆不如905，因此1550不会是未来的趋势，仅仅是近两年在单点测距能力上还有一定优势的过渡方案。随着905硅基单光子探测器性能的进一步提升，905相比于1550的优势会随时间越拉越大。

对此，另外的观点是：1550nm路线几年前就可以稳定可靠地实现250米@10%并已实现量产；未来，其性能进一步提高以满足OEM路线图上的需求也比较容易。而905nm目前要费尽大力气才达到150米10%，在牺牲一些自动驾驶室外场景的探测可靠性等重要指标后方才达到200米，其进一步提高挑战会更大。所以，905落后于1550nm的差距会逐步拉大。

当然，上述讨论都是针对TOF激光雷达而言的，等FMCW技术路线成熟之后，就会出现905和1550分庭抗礼的局面——因为，FCMW有速度维信息，并且在抗干扰方面的能力比TOF强许多，这些都是905的TOF所不具备的优势，而FMCW天然就是1550。（文章来源https://zhuanlan.zhihu.com/p/564467586）