波長の温度依存性を66％減少させたことで測定距離を大幅にアップ！ LiDAR用120W高出力レーザーダイオード「RLD90QZW8」を開発 発光幅の97％で均一な発光強度を実現しており、LiDARの高精細化にも貢献

＜要旨＞

ローム株式会社（本社：京都市）は、距離測定・空間認識用LiDARライダー^*1を搭載する産業機器分野のAGV（Automated Guided Vehicle / 無人搬送車）やサービスロボット、民生機器分野のロボット掃除機などに向けて、高出力半導体レーザーダイオード「RLD90QZW8」を開発しました。
「RLD90QZW8」は、3D ToFシステム^*2を用いて距離測定や空間認識を行うLiDAR向けに開発された、赤外120W高出力レーザーダイオードです。独自の素子開発技術により、レーザー波長の温度依存性を一般品比66％減となる⊿11.6nm（平均0.10nm/℃）まで低減させています。これにより、バンドパスフィルター^*3の狭小化に寄与するため、LiDARの遠方検知に貢献します。また、業界最小クラス^※の発光幅270µmでありながら、発光幅の97％にあたる264µmの領域で均一な発光強度を実現しており、LiDARの高精細化にも貢献します。さらに、新製品は高い電力光変換効率（PCE）も実現しており、高効率な光出力が可能となることから、LiDARの低消費電力化にも貢献します。
その他、新製品の評価・導入に必要となる豊富な設計データをローム公式Web上に無償公開しており、素早い市場導入をサポートします。LiDAR用途でのレーザーダイオード駆動には、ナノ秒オーダーの高速スイッチングも必要となりますが、ロームが開発したEcoGaN™シリーズの150V GaN HEMT、及びゲートドライバを組み合わせたリファレンスデザイン「REFLD002」もローム公式Web上で公開しています。
新製品は、2023年9月よりサンプル出荷を開始（サンプル価格 3,500円/個：税抜）しており、2023年12月より当面月産20万個の体制で量産を開始する予定です。なお、現在ロームは、製造工場において前工程・後工程とも車載品質マネジメント規格のIATF 16949^*4を取得。車載対応（AEC-Q102^*5準拠）に向けたレーザーダイオードの製品開発も進めており、2024年度中の製品化を予定しています。

＜背景＞

近年、AGVやロボット掃除機、自動運転車など、動作の自動化を必要とする幅広いアプリケーションで、正確に距離測定・空間認識を行うことができるLiDARの採用が進んでいます。その中で、「より遠く」まで、「より正確」に情報を検知するため、光源となるレーザーダイオードには出力と性能の向上が求められています。
ロームは、LiDARの長距離対応・高精度化に貢献できる、レーザーの狭発光幅化を実現する独自の特許技術を確立。2019年に25Wレーザーダイオード「RLD90QZW5」、2021年に75Wレーザーダイオード「RLD90QZW3」を開発しています。今回、市場からの更なる高出力化ニーズの高まりを受けて、120W出力が可能な新製品を開発しました。

＜LiDAR向け高出力レーザーダイオードのラインアップ＞

品番	データ シート	パッケージ サイズ	絶対最大定格（Tc=25℃）				電気的光学特性（Tc=25℃）
			IF [A]	PO [W]	VR [V]	動作温度 範囲 [℃]	IF [A]	PO [W]	VF [V]	垂直ビーム 拡散角度 Θ⊥ [deg.]	水平ビーム 拡散角度 Θ// [deg.]	ピーク 波長 [nm]	発光エリア [μm×μm]
RLD90QZW8		Φ5.6mm CAN	46	145	10	-40 ～ +85	38	120	13	20	11	905	270×10
RLD90QZW3			28	90	2		23	75	11	25	12		225×10
RLD90QZWD			13	40			12	35			13		100×10
RLD90QZWB			11	25			9	25	13		14		50×10
RLD90QZW5			9						14		12		70×10
RLD90QZWC			11	30					11		13
RLD90QZWJ			9	25					15	20	14		50×10
RLD90QZWA			6	17			5	15	13				35×10

＜アプリケーション例＞

民生機器：ロボット掃除機、ゴルフレーザー測距計
産業機器：AGV・サービスロボット、3D監視システム（人・物検知用センサ）
など

＜サポートページ＞

新製品では、評価・導入に必要となる駆動回路の設計手法を記載したアプリケーションノートや、基板開発用のデータ、シミュレーション用のモデル（SPICEモデル、Rayデータ）など、豊富な設計データをロームの公式Web上に無償公開しており、素早い市場導入をサポートします。詳細は下記URLをご覧ください。
■RLD90QZW8製品ページ
https://www.rohm.co.jp/products/laser-diodes/high-power-lasers/rld90qzw8-product#productDetail

＜リファレンスデザイン情報＞

新製品およびロームが開発したEcoGaN™シリーズの150V GaN HEMT、高速ゲートドライバ「BD2311NVXシリーズ」を搭載したLiDAR向けリファレンスデザインをロームWebにて公開しています。
●リファレンスデザイン品番
・REFLD002-1<矩形波型回路>
（120W出力レーザーダイオード「RLD90QZW8」搭載）
・REFLD002-2<共振型回路>
（75W出力レーザーダイオード「RLD90QZW3」搭載）

・「EcoGaN™」は、ローム株式会社の商標または登録商標です。

＜用語説明＞

*1) LiDAR（ライダー）

Light Detection And Rangingの略で、ToFシステム（光源およびToFセンサやイメージセンサ）などを用いて構成され、周囲の状況をセンシングするアプリケーションのこと。

*2) 3D ToFシステム

ToFはTime of Flightの略称で、光源となる光の飛行時間を測ることで距離を割り出し、空間をセンシングする手法。それを用いて3D（3次元）の空間認識・距離測定を行うシステムのこと。

*3) バンドパスフィルター

特定の光の波長帯の信号だけを通過させるフィルターのこと。オプティカルデバイスにおいては、バンドパスフィルターの範囲が狭ければ、ピーク波長に近い光のみを効率的に取り出すことができるため、太陽光などの外乱光ノイズの影響を極小化でき、同じ距離であれば低消費電力化が、同じ光出力であれば距離の伸長が可能となる。

*4) IATF 16949

IATFはInternational Automotive Task Forceの略で、自動車産業の品質マネジメント規格の一つ。国際標準規格であるISO 9001をベースに、自動車産業固有の要求事項が追加されており、IATF 16949に準拠することで、自動車メーカーやサプライヤーは、国際的な品質基準を満たすことができる。

*5) AEC-Q102

AECはAutomotive Electronics Councilの略で、大手自動車メーカーと米国の大手電子部品メーカーが集い、制定された車載用電子部品信頼性規格。Q102は、特にオプトデバイスに特化した規格となっている。

＜紹介動画＞

＜新製品プレゼン"Featured Products"＞

ローム株式会社｜取扱メーカー紹介｜