DE102019111364A1

DE102019111364A1 - Fahrerassistenzsystem zur Erfassung eines Objektes mit zumindest einem Transistorlaser

Info

Publication number: DE102019111364A1
Application number: DE102019111364.4A
Authority: DE
Inventors: Rainer Straschill
Original assignee: FEV Europe GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2) zur Erfassung eines Objektes (3), das Fahrerassistenzsystem (1) aufweisend einen Empfänger (4) und einen Sender (5) mit zumindest einem ersten optischen Bauteil (6) und zumindest einem ersten Transistorlaser (7), der einen ersten optischen Ausgang (8) aufweist, wobei der erste optische Ausgang mit dem ersten optischen Bauteil (6) gekoppelt ist und das erste optische Bauteil (6) ein Ausbreitungsverhalten einer mithilfe des ersten Transistorlasers (7) erzeugbaren ersten Strahlung vorgibt, der Sender (5) eingerichtet ist, mithilfe der ersten Strahlung eine aus dem Sender (5) austretenden Strahlung zu erzeugen und der Empfänger eingerichtet ist, die aus dem Sender (5) austretende Strahlung zu empfangen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Erfassung eines Objektes in einer Umgebung des Fahrzeugs aufweisend einen Sender mit einer Strahlungsquelle und einen Empfänger, der eingerichtet ist, die aus dem Sender austretende Strahlung zu empfangen.
Ein derartiges Fahrerassistenzsystem ist in der DE10 2018 114 987 A1 offenbart. Das darin beschriebene Fahrerassistenzsystem hat einen Sender mit zumindest zwei Laserdioden, die einen ersten Laserstrahl mit einer ersten Frequenz und einen zweiten Laserstrahl mit einer zweiten Frequenz aussenden können. Das Fahrerassistenzsystem sendet den ersten und zweiten Laserstrahl nacheinander aus, wobei ein Detektor eine erste Intensität einer durch eine Reflexion des ersten Laserstrahls an einem zu erfassenden Objekt verursachten ersten Strahlung und eine zweite Intensität einer durch eine Reflexion des zweiten Laserstrahls an dem Objekt verursachten zweiten Strahlung erfasst. Die Auswertungseinheit ermittelt mithilfe der ersten und zweiten Intensität eine Information über eine Farbe Objektes.
Die DE10 2018 128 538 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem mit einem Sender mit einer frequenzgesteuerten Abstrahlrichtung und einem Konverter. Der Konverter kann die Frequenzen der von dem Sender ausgestrahlten Laserstrahlungen derart verändern, dass eine Differenz zwischen zwei Frequenzen zweier Laserstrahlungen reduziert wird. Dadurch kann eine Bandbreite der mithilfe des Fahrerassistenzsystems ausgesandten Laserstrahlung reduziert werden. Das in der DE10 2018 128 538 A1 beschriebene Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise für eine Bestimmung einer Entfernung zwischen einem Fahrzeug und einem vor dem Fahrzeug befindlichen Objekt verwendet werden.
Es wird ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Erfassung eines Objektes vorgeschlagen. Das Fahrerassistenzsystem weist einen Empfänger und einen Sender mit zumindest einem ersten optischen Bauteil und zumindest einem ersten Transistorlaser auf. Der erste Transistorlaser weist einen ersten optischen Ausgang auf, wobei der erste optische Ausgang mit dem ersten optischen Bauteil gekoppelt ist. Das erste optische Bauteil gibt ein Ausbreitungsverhalten einer mithilfe des ersten Transistorlasers erzeugbaren ersten Strahlung vor. Weiterhin ist der Sender eingerichtet, mithilfe der ersten Strahlung eine aus dem Sender austretenden Strahlung zu erzeugen. Der Empfänger ist eingerichtet, die aus dem Sender austretende Strahlung zu empfangen.
Dadurch, dass die Strahlung mithilfe des ersten Transistorlasers erzeugbar ist, kann eine Intensität der Strahlung schneller als eine Intensität einer mithilfe einer Laserdiode erzeugten Strahlung verändert werden. Dies liegt daran, dass ein Zustand einer Besetzungsinversion des ersten Transistorlasers, im Folgenden auch Transistorlaser genannt, schneller verändert werden kann als dies bei einer Laserdiode möglich ist. Wird beispielsweise ein an einer Laserdiode anliegender Strom plötzlich abgeschaltet, endet eine optische Emission der Laserdiode und damit die Strahlung erst dann, wenn die gesamte Besetzungsinversion durch Rekombinationsprozesse von Ladungsträgern, d.h. Elektronen und Löchern, erloschen ist.
Bei dem Transistorlaser hingegen werden nach einem Abschalten einer an einer Basis des Transistorlasers anliegenden Spannung Elektronen mithilfe eines Kollektors des Transistorlasers von der Basis wegbewegt. Aus diesem Grund kann der Zustand der Besetzungsinversion des Transistorlasers schneller als bei der Laserdiode abgebaut werden. In den meisten Anwendungsfällen liegt während eines Betriebes des Transistorlasers ein quantenmechanischer Potentialtopf an einer Basis des Transistorlasers vor. Dadurch, dass die Elektronen nach dem Abschalten von der Basis wegbewegt werden, können durch Rekombinationprozesse erzeugte Photonen weniger Elektronen der Basis beziehungsweise des Potentialtopfes anregen, um weitere Photonen zu erzeugen. Da die Elektronen sehr schnell nach dem Abschalten von der Basis wegbewegt werden, kann die Strahlung des Transistorlasers im Vergleich zu einer Laserdiode schneller beendet werden.
In den meisten Anwendungsfällen ist die Strahlung, die mithilfe des Transistorlasers erzeugbar ist, eine Laserstrahlung, insbesondere ein Laserstrahl.
An der Basis des Transistorlasers kann in einer besonderen Ausführungsform beispielsweise eine sinusförmige Spannung mit einer Frequenz von einem bis zu 300 GHz angelegt werden. Dadurch ist es möglich eine Amplitudenmodulation des Laserstrahls durchzuführen, bei welcher ein Modulationssignal in einem Frequenzbereich von etwa einem bis zu 300 Gigahertz liegt.
Somit kann der mit dem Sender ausgestrahlten Laserstrahlung ein hochfrequentes Modulationsmuster aufgeprägt werden, das für eine Erfassung des Objektes verwendet werden kann. Insbesondere kann die Laserstrahlung moduliert werden, auch wenn diese im Infrarotbereich liegt. Mithilfe des aufgeprägten Modulationsmusters kann insbesondere eine Genauigkeit bei einer Bestimmung einer Zeit, die der mit dem Sender ausgestrahlte Laserstrahl benötigt, um sich von dem Sender zu dem Objekt auszubreiten und nach einer Reflexion an dem Objekt zurück zu dem Empfänger zu gelangen, erhöht werden.
Weiterhin kann mithilfe des Transistorlasers die Strahlung vorteilhaft auch hochfrequent intermittierend erzeugt werden, sodass eine Pulsmodulation der Strahlung möglich ist. Wird durch eine entsprechende Steuerung des Transistorlasers die Pulsmodulation der Strahlung durchgeführt, kann eine Frequenz, mit der Pulse der Strahlung erzeugt werden, beispielsweise in einem Bereich von etwa einem bis zu 300 Gigahertz liegen. Auf diese Weise kann ebenfalls eine Genauigkeit bei der Erfassung des Objektes im Vergleich zu einer Pulsmodulation einer mit Laserdioden erzeugten Strahlung erhöht werden.
Dadurch, dass die Strahlung mithilfe des ersten Transistorlasers erzeugbar ist, können sich auch Vorteile bei einer Farberkennung des Objektes ergeben. Beispielsweise kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Sender neben dem ersten Transistorlaser einen zweiten Transistorlaser aufweisen. Der erste Transistorlaser kann hierbei einen ersten Laserstrahl mit einer ersten Frequenz und der zweite Transistorlaser einen zweiten Laserstrahl mit einer zweiten zur ersten Frequenz unterschiedlichen Frequenz erzeugen. Vorteilhaft sendet der Sender den ersten und zweiten Laserstrahl nacheinander aus. Ein Detektor des Empfängers kann eine erste Intensität einer durch eine Reflexion des ersten Laserstrahls an dem Objekt verursachten ersten Strahlung und eine zweite Intensität einer durch eine Reflexion des zweiten Laserstrahls an dem Objekt verursachten zweiten Strahlung erfassen. Eine Auswertungseinheit des Empfängers ermittelt mithilfe der ersten und zweiten Intensität eine Information über eine Farbe Objektes. Dadurch, dass mithilfe der Transistorlaser der erste und der zweite Laserstrahl schneller als mithilfe von Laserdioden abgeschaltet werden kann, kann eine Farberkennung des Objektes schneller durchgeführt werden.
Das erste optische Bauteil kann eine Streulinse, eine Sammellinse oder eine wellenleitende Struktur sein. Bevorzugt gibt eine geometrische Form und bevorzugt ein Material des ersten optischen Bauteils das Ausbreitungsverhalten der aus dem ersten optischen Ausgang austretenden Strahlung vor. Beispielsweise kann eine Krümmung der Streulinse eine Stärke einer Streuung der aus dem ersten Ausgang austretenden Strahlung vorgeben. Das Ausbreitungsverhalten ist in diesem Fall ungerichtet und bevorzugt kegelförmig. In einer weiteren Variante kann die Sammellinse die aus dem ersten optischen Ausgang austretende Strahlung bündeln und vorgeben, dass die austretende Strahlung sich strahlförmig und gerichtet ausbreitet. Ebenso kann die wellenleitende Struktur vorteilhaft das Ausbreitungsverhalten derart vorgeben, dass sich die aus dem ersten optischen Ausgang austretende Strahlung gerichtet ausbreitet. Hierbei kann die wellenleitende Struktur die Strahlung auch umlenken.
Ein „Vorgeben“ des Ausbreitungsverhalten meint im Wesentlichen eine Beeinflussung zumindest der aus dem ersten optischen Ausgang austretenden Strahlung derart, dass sich diese Strahlung und damit die aus dem Sender austretende Strahlung gerichtet oder ungerichtet ausbreitet. In einer speziellen Ausführungsform kann das erste optische Bauteil in dem Transistorlaser integriert sein, insbesondere, wenn das erste optische Bauteil eine Sammellinse ist oder wie eine Sammellinse wirkt.
Das erste optische Bauteil ist vorzugsweise an eine Art, wie der Sender eine aus dem Sender austretende, insbesondere gerichtete, Strahlung erzeugt, angepasst.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug zur Erfassung eines Objektes vorgeschlagen. Das Fahrerassistenzsystem weist einen Empfänger und einen Sender mit zumindest einem ersten optischen Bauteil und zumindest einem ersten Transistorlaser auf, der einen ersten optischen Ausgang aufweist. Der erste optische Ausgang ist mit dem ersten optischen Bauteil gekoppelt. Das Fahrerassistenzsystem kann nach einer der oben beschriebenen Varianten ausgebildet sein. Mithilfe des ersten Transistorlasers wird eine erste Strahlung erzeugt, die über das erste optische Bauteil bevorzugt in Richtung eines Ausgangs einer optischen Schicht des Senders geleitet wird. Der Sender erzeugt mithilfe der ersten Strahlung eine aus dem Sender austretende Strahlung. Gemäß einer einfachen Variante wird die erste Strahlung in der optischen Schicht umgelenkt und verlässt den Sender in Form der austretenden Strahlung. Eine weitere Variante kann vorsehen, dass Frequenzanteile der ersten Strahlung mithilfe der optischen Schicht gefiltert werden. Bei dem Verfahren wird mithilfe einer zeitlich sich verändernden Basisspannung, die an eine Basis des ersten Transistorlasers angelegt wird, ein zeitlicher Verlauf der ersten Strahlung und damit auch der aus dem Sender austretenden Strahlung verstellt. Insbesondere wird durch die sich verändernde Basisspannung eine Amplitudenmodulation der ersten Strahlung und der austretenden Strahlung durchgeführt. Dadurch kann das Objekt genauer als mit einer Laserstrahlung, die mithilfe von Laserdioden erzeugt wird, abgetastet werden.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt schematisch

1 ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit einem Empfänger und einem Sender,
2 das in 1 gezeigte Fahrerassistenzsystem mit einem Transistorlaser,
3 einen zeitlichen Verlauf einer Steuerspannung zum Steuern des in 2 gezeigten Transistorlasers,
4 einen Aufbau des in 2 gezeigten Transistorlasers,
5 eine weitere Variante des in 1 gezeigten Senders mit drei Transistorlasern,
6 eine weitere Variante des in 1 gezeigten Senders mit drei schichtweise übereinander angeordneten Transistorlasern,
7 eine weitere Variante des in 1 gezeigten Senders mit Transistorlasern, die in drei Blöcken nebeneinander angeordnet sind,
8 eine weitere Variante des in 1 gezeigten Senders mit einer frequenzgesteuerten Richtung einer aus dem Sender austretenden Strahlung,
9 eine weitere Variante des in 1 gezeigten Senders mit vertikal emittierenden Transistorlasern.

1 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 1 für ein Fahrzeug 2 zur Erfassung eines Objektes 3 in einer Umgebung des Fahrzeugs 2. Das in 2 gezeigte Fahrerassistenzsystem 1 weist einen Empfänger 4 und einen Sender 5 auf und ist bevorzugt, wie in 1 dargestellt, in dem Fahrzeug 1 angeordnet.
Der Sender 5 weist zumindest ein erstes optisches Bauteil 6 und einen Transistorlaser 7 auf, der einen ersten optischen Ausgang 8 aufweist. Der erste optische Ausgang 8 ist mit dem ersten optischen Bauteil 6 gekoppelt. Das erste optische Bauteil 6 gibt ein Ausbreitungsverhalten einer mithilfe des ersten Transistorlasers 7 erzeugbaren ersten Strahlung vor.
Eine Kopplung zwischen zwei Bauteilen, wie beispielsweise dem ersten optischen Ausgang 8 und dem ersten optischen Bauteil 6, meint, dass die beiden entsprechenden zwei Bauteile derart miteinander verbunden sind, dass eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere eine Laserstrahlung, zwischen den entsprechenden zwei Bauteilen übertragen werden kann.
Der erste optische Ausgang 8 grenzt vorteilhaft unmittelbar an das erste optische Bauteil 6 an. Das erste optische Bauteil 6 ist in der in 2 gezeigten Ausführungsform in Form einer in einer Hauptrichtung 9 ausgerichteten wellenleitenden Struktur ausgebildet, sodass sich die erste Strahlung gerichtet in dem ersten optischen Bauteil 6 ausbreiten kann. Das erste optische Bauteil 6 ist vorteilhaft in einer optischen Schicht 58 des Senders 5 eingebettet und weist Begrenzungen auf, an denen bevorzugt eine Totalreflexion der ersten Strahlung erfolgen kann. Das erste optische Bauteil 6 leitet die erste Strahlung durch die optische Schicht 58 hin zu einem optischen Ausgang 16 der optischen Schicht 58.
Der Sender 5 ist eingerichtet, mithilfe der ersten Strahlung eine aus dem Sender austretende Strahlung, im Folgenden austretende Strahlung genannt, zu erzeugen. Beispielsweise kann der Sender 5 mithilfe des ersten optischen Bauteils 6 die erste Strahlung über den optischen Ausgang 16 auf einen verstellbaren Spiegel 18 des Senders 5 leiten. Eine Steuereinheit 12 des Senders 5 kann eine Winkellage des Spiegels 18 steuern, wodurch ein Reflexionswinkel der ersten Strahlung an dem Spiegel 18 verstellbar ist. In diesem Beispiel erzeugt der Sender 5 die austretende Strahlung mithilfe der ersten Strahlung dadurch, dass die erste Strahlung an dem Spiegel 18 reflektiert wird und in eine durch die Winkellage vorgegebene Richtung als austretende Strahlung den Sender 5 verlässt. Der Empfänger 4 ist eingerichtet, die austretende Strahlung zu empfangen und weist hierzu bevorzugt zumindest einen Detektor 19 und eine Auswertungseinheit 20 auf.
Der Detektor 19 kann als eine Lawinenphotodiode ausgeführt sein, die den inneren photoelektrischen Effekt zur Ladungsträgererzeugung und für einen Lawinendurchbruch zur internen Verstärkung nutzt. Vorteilhaft weist die Lawinenphotodiode Silizium auf und hat eine spektrale Empfindlichkeit von 300 bis 1000 nm. Erreicht die austretende Strahlung das Objekt 3, so kann die austretende Strahlung an dem Objekt 3 reflektiert werden und sich in Richtung des Empfängers 4 ausbreiten.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das erste optische Bauteil in Form einer Streulinse ausgebildet sein und das Ausbreitungsverhalten derart vorgeben, dass die austretende Strahlung sich kegelförmig von dem Sender 5 ausbreitet. In diesem Fall weist der Sender 5 bevorzugt nicht den Spiegel 18 auf und erzeugt die austretende Strahlung mithilfe der Streulinse.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Sender 5 eine Signalquelle 10 zur Erzeugung eines in 3 gezeigten Nutzsignals 11 auf. Der erste Transistorlaser 7 und/oder weitere Transistorlaser 51, 52 des Senders 5 sind bei dieser Ausgestaltung mit einer Steuereinheit 12 des Fahrerassistenzsystems 1 in Abhängigkeit von dem Nutzsignal 11 steuerbar. Die Signalquelle 10 kann ein Oszillator sein und ist vorteilhaft in der Steuereinheit 12 integriert. Das Nutzsignal 11 kann eine über einer Zeit 13 periodisch schwankende Spannung 14 sein. Eine Frequenz, mit der die Spannung 14 schwankt, wird im Folgenden als Modulationsfrequenz bezeichnet und kann beispielsweise Werte von etwa 100 bis 300 GHz annehmen.
Eine mögliche Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Steuereinheit 12 über eine Verbindung 15 die Spannung 14 über eine Verbindung 15 in Form einer Steuerspannung an eine Basis 31 des ersten Transistorlasers 7 leitet. Hat die Steuerspannung die Frequenz von 300 GHz, erzeugt der Transistorlaser 7 die erste Strahlung, die bevorzugt eine Infrarotstrahlung ist, derart, dass eine Amplitude der ersten Strahlung mit der Modulationsfrequenz oszilliert. Somit ist die austretende Strahlung in Abhängigkeit des Nutzsignals 11 veränderbar, insbesondere modulierbar.
In einer Weiterbildung kann die Steuereinheit 12 weitere Nutzsignale mit weiteren Signalverläufen, wie beispielsweise ein zweites Nutzsignal 17, erzeugen und über die Verbindung 15 an die Basis leiten. Das zweite Nutzsignal 17 kann sich aus mehreren harmonischen Schwingungen zusammensetzen. Die Steuereinheit 12 steuert den Oszillator 10 bevorzugt in Abhängigkeit eines vorgegebenen Signalverlaufes, den das zweite Nutzsignal 17 haben soll. Der vorgegebene Signalverlauf kann von einer Information abhängen, die mithilfe des Senders 5 ausgesendet werden soll. Dies ermöglicht es, mithilfe des Senders 5 Informationen auszusenden, die durch eine Modulation der Amplitude der ersten Strahlung übertragbar ist, wobei die Modulationsfrequenz in einem Bereich von etwa 100 bis 300 GHz und bevorzugt höher liegen kann.
Dadurch, dass die Amplitude der ersten Strahlung und damit auch der austretenden Strahlung mit einer derart hohen Modulationsfrequenz moduliert werden kann, kann der vorgegebene Signalverlauf im Vergleich zu einem Vergleichssender, der einen Laserstrahl mithilfe von Laserdioden erzeugt, pro Zeit stärker variieren. Nach einer Reflexion der austretenden Strahlung an dem Objekt 3 kann die austretende Strahlung mithilfe des Detektors 19 empfangen und der vorgegebene Signalverlauf mithilfe der Auswertungseinheit 20 erkannt werden.
Wird bei mehreren Winkellagen des Spiegels 18 die austretende Strahlung, deren Amplitudenverlauf zumindest innerhalb eines Zeitintervalls dem vorgegebenen Signalverlauf entspricht, mithilfe des Empfängers 4 erfasst, kann das Objekt 3 mit dem Fahrerassistenzsystem 1 abgetastet werden. Durch ein derartiges Abtasten kann die Auswertungseinheit 20 beispielsweise eine Kontur des Objektes 3 erfassen und mithilfe einer Anzeige 21 des Fahrzeugs 2 anzeigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswertungseinheit 20 Informationen über die Kontur an ein weiteres Assistenzsystem 22 des Fahrzeugs 2, das beispielsweise eine Fahrzeugkomponente, wie beispielsweise ein Bremssystem steuert, senden. Kann das weitere Assistenzsystem 22 ein autonomes Fahren des Fahrzeugs 2 unterstützen, so kann mithilfe des vorgeschlagenen Fahrerassistenzsystems eine Sicherheit des autonomen Fahrens erhöht werden. Das Fahrerassistenzsystem kann dem Fahrer bei dem autonomen Fahren in diesem Sinn vollständig assistieren.
4 zeigt einen möglichen Aufbau des ersten Transistorlasers 7. Der erste Transistorlaser 7 weist zumindest die Basis 31, einen Emitter 32, einen Kollektor 33 und eine aktive Schicht 34 auf. Der erste Transistorlaser 7 kann auf einem Substrat 35, wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat, angeordnet sein. Die Basis 31, der Emitter 32 und der Kollektor 33 weisen vorzugshalber Verbindungshalbleiter auf, die jeweils aus Atomen der dritten und fünften Hauptgruppe des Periodensystems aufgebaut sein können. Beispielsweise können die Basis 31 aus Galliumarsenid und der Kollektor 33 und der Emitter 32 aus Indiumphosphat ausgebildet sein. Der Kollektor 33 ist bevorzugt ein n-dotierter Halbleiter, die Basis 31 ein p-dotierter Halbleiter und der Emitter 32 ein n-dotierter Halbleiter. Rechteckige Kästen deuten jeweils Anschlüsse der Basis 31, des Emitters 32 und des Kollektors 33 an.
Die aktive Schicht 34 ist vorzugsweise in einer Nähe der Basis 31, insbesondere unmittelbar an der Basis 31, angeordnet. Während eines Betriebes des ersten Transistorlasers 7 können zu dem Emitter 32 geleitete Elektronen in die aktive Schicht 34 hineindiffundieren, so dass in der aktiven Schicht 34 Rekombinationsprozesse zwischen Elektronen und Löchern stattfinden können. Die Rekombinationsprozesse erzeugen Photonen, die ihrerseits Elektronen in der aktiven Schicht 34 anregen können. Die angeregten Elektronen können erneut mit Löchern Rekombinationsprozesse durchführen, wodurch weitere Photonen entstehen. Auf diese Art kann der erste Transistorlaser 7 eine stimulierte Emission erzeugen.
Vorteilhafterweise ist die aktive Schicht 34 von in der 4 nicht gezeigten gegenüberliegenden Wänden umgeben, an denen in der aktiven Schicht 34 erzeugte Photonen reflektiert werden können. Dadurch bilden die gegenüberliegenden Wände einen Resonanzkörper, der die stimulierte Emission verstärkt. Die durch die stimulierte Emission erzeugten Photonen können über den ersten optischen Ausgang 8 den ersten Transistorlaser 7 verlassen. Die aktive Schicht 34 kann beispielsweise Indiumgalliumphosphid, Galliumarsenid und/oder Indiumgalliumarsenid aufweisen. Die aktive Schicht 34 ist bevorzugt derart dünn ausgebildet, dass Elektronen, die sich in der aktiven Schicht 34 befinden, nur quantisierte Energiezustände einnehmen können. Während des Betriebes des ersten Transistorlasers 7 bildet sich in der aktiven Schicht 34 ein quantenmechanischer Potentialtopf aus, weshalb die aktive Schicht 34 auch als „quantum well“ bezeichnet werden kann.
Die oben genannten gegenüberliegenden Wände sind vorteilhaft aus einem Material gefertigt, welches eine größere Bandlücke als die aktive Schicht 34 aufweist, beispielsweise Aluminiumarsenid. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die aktive Schicht 34 Indiumgalliumnitrid und die gegenüberliegenden Wände Galliumnitrid enthalten. Sowohl die aktive Schicht 34 als auch die gegenüberliegenden Wände können epitaktisch auf einer Schicht, in der sich der Emitter 32 befindet, aufgetragen werden.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Senders 5, bei welcher der Sender 5 zusätzlich zu dem ersten Transistorlaser 7 einen zweiten Transistorlaser 51 mit einem zweiten optischen Ausgang 53 und einen dritten Transistorlaser 52 mit einem dritten optischen Ausgang 54 und ein zweites optisches Bauteil 55 in Form einer zweiten wellenleitenden Struktur und ein drittes optisches Bauteil 56 in Form einer dritten wellenleitenden Struktur aufweist. Im Folgenden werden der zweite Transistorlaser 51 und der dritte Transistorlaser 52 auch als weitere Transistorlaser 51, 52, der zweite optische Ausgang 53 und der dritte optische Ausgang 54 auch als weitere optische Ausgänge 53, 54 und das zweite optische Bauteil 55 und das dritte optische Bauteil 56 als weitere optische Bauteile 55, 56 bezeichnet. Die weiteren optischen Bauteile 55, 56 sind jeweils mit zumindest einem der weiteren optischen Ausgänge 53, 54 gekoppelt. Die aus dem Sender 5 austretende Strahlung ist mit Hilfe des ersten Transistorlasers 7 und den weiteren Transistorlasern 51, 52 erzeugbar.
Bei der in 5 gezeigten Variante des Senders 5 führen das erste optische Bauteil 6, ausgehend von dem ersten optischen Ausgang 8, und die weiteren optischen Bauteile 55, 56, ausgehend von den entsprechenden weiteren optischen Ausgängen 53, 54, in Richtung eines gemeinsamen optischen Ausgangs 57 der optischen Schicht 58. Vorteilhafterweise sind das erste optische Bauteil 6 und die weiteren optischen Bauteile 55, 56 bei dieser Variante gemeinsam in der optischen Schicht 58 des Senders 5 angeordnet. Anstelle des optischen Ausgangs 16 hat die optische Schicht 58 den gemeinsamen optischen Ausgang 57.
Der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 sind mit Hilfe der Steuereinheit 12 vorzugsweise unabhängig voneinander steuerbar. Dadurch ist es möglich, mit Hilfe der Steuereinheit 12 unabhängig voneinander eine erste Steuerspannung an der Basis des ersten Transistorlasers zur Erzeugung der ersten Strahlung, eine zweite Spannung an einer Basis des zweiten Transistorlasers 51 zur Erzeugung einer aus dem zweiten optischen Ausgang 53 austretenden zweiten Strahlung und eine dritte Spannung an einer Basis des dritten Transistorlasers 52 zur Erzeugung einer aus dem dritten optischen Ausgang 54 austretenden dritten Strahlung anzulegen.
Die optische Schicht 58 weist vorteilhaft eine Verbindungszone 59 auf, in welcher das erste optische Bauteil 6 und die weiteren optischen Bauteile 55, 56 aufeinandertreffen. Die Verbindungszone 59 ist mit dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 gekoppelt. Dadurch kann sich eine gemeinsame Strahlung, die durch eine Überlagerung der ersten, zweiten und dritten Strahlung in der Verbindungszone 59 entstehen kann, von der Verbindungszone 59 zu dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 ausbreiten und auf den Spiegel 18 treffen.
Die weiteren optischen Bauteile 55, 56 sind bevorzugt ähnlich zu dem ersten optischen Bauteil 6 aufgebaut, sodass sich die zweite und dritte Strahlung jeweils gerichtet durch Totalreflexionen in den Bauteilen 55, 56 ausbreiten kann. Dadurch geben die weiteren optischen Bauteile 55, 56 ein jeweiliges Ausbreitungsverhalten der zweiten beziehungsweise dritten Strahlung vor. In der Verbindungszone 59 können sich die erste, zweite und dritte Strahlung überlagern und sich von dem gemeinsamen Ausgang 57 als Laserstrahl in Richtung des Spiegels 18 ausbreiten.
Vorteilhafterweise weist die Steuereinheit 12 ein Speicherelement 60 auf, in dem ein Computerprogrammprodukt 61 abgespeichert ist. Die Steuereinheit 12 ist bevorzugt derart eingerichtet, dass zeitliche Verläufe eines jeweiligen Wertes der ersten, zweiten bzw. dritten Spannung fest vorgegeben sind, wenn die Steuereinheit 12 das Computerprogrammprodukt 61 auf einem Prozessor 62 der Steuereinheit 12 ausführt.
Beispielsweise ist es möglich, dass durch das Computerprogrammprodukt 61 vorgegeben ist, den jeweiligen Wert der ersten, zweiten bzw. dritten Spannung in Abhängigkeit von dem Nutzsignal 11 zu verändern. So kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 12, bevorzugt beim Ausführen des Computerprogrammproduktes 61, zeitlich hintereinander die erste Spannung, die zweite Spannung und zuletzt die dritte Spannung von 0 auf jeweils einen vorgegebenen Wert, insbesondere auf einen jeweils selben vorgegebenen Wert, erhöht, bevorzugt sprunghaft erhöht, wenn ein Wert der Spannung 14 mit der Zeit ansteigt. In analoger Weise kann die Steuereinheit 12 zeitlich nacheinander einen jeweiligen Wert der ersten, zweiten und dritten Spannung, ausgehend von dem jeweiligen vorgegebenen Wert, auf 0 reduzieren, bevorzugt sprunghaft reduzieren, wenn ein Wert der Spannung 14 mit fortschreitender Zeit fällt.
Auf diese Art ist es möglich, mit Hilfe der in 5 gezeigten Ausführungsform des Senders 5 den ersten Transistorlaser 7, den zweiten Transistorlaser 51 und den dritten Transistorlaser 52 nacheinander in Abhängigkeit von dem Nutzsignal 11 anzuschalten, während die Spannung 14 steigt, und zeitlich nacheinander in Abhängigkeit von dem Nutzsignal 11 abzuschalten, während die Spannung 14 sinkt.
Dadurch, dass das erste optische Bauteil 6 und die weiteren optischen Bauteile 55, 56 zu dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 führen, ergibt sich eine Intensität der austretenden Strahlung aus einer Summe einer Intensität der ersten Strahlung, einer Intensität der zweiten Strahlung und einer Intensität der dritten Strahlung. Mit Hilfe des oben beschriebenen An- und Abschaltens des ersten Transistorlasers 7 und der weiteren Transistorlaser 51, 52 in Abhängigkeit von dem Nutzsignal 11, insbesondere in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der Spannung 14, ist eine zeitlich sich verändernde Amplitude der aus dem Sender 5 austretenden Strahlung erzeugbar.
Ein jeweiliges sprunghaftes Erhöhen und Reduzieren des Wertes der ersten, zweiten und dritten Spannung hat den Vorteil, dass die Transistorlaser 7, 51, 52 effizienter betrieben werden können im Vergleich zu einer Variante, bei welcher der Wert der entsprechenden Spannung kontinuierlich erhöht beziehungsweise erniedrigt werden.
Vorteilhafterweise liegt das Nutzsignal 11 an der Basis 31 und an einer jeweiligen Basis der weiteren Transistorlaser 51, 52 an. Eine Höhe einer Amplitude der oszillierenden Spannung 14 ist mit Hilfe der Steuereinheit 12 vorzugsweise derart einstellbar, dass eine Trägerfrequenz der ersten, zweiten und dritten Strahlung nahezu unterdrückt wird. Die jeweilige Trägerfrequenz kann diejenige jeweilige Frequenz sein, die die erste, zweite beziehungsweise dritte Strahlung aufweist, wenn der erste Transistorlaser 7 bzw. die weiteren Transistorlaser 51, 52 mit einer jeweiligen zeitlich konstanten Spannung an der jeweiligen Basis betrieben werden.
Zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das erste optische Bauteil 6 und/oder die weiteren optischen Bauteile 55, 56 zumindest ein Seitenband eines Frequenzspektrums der ersten, zweiten beziehungsweise dritten Strahlung, vorteilhafterweise ein unteres Seitenband des Frequenzspektrums, filtern. Bei dieser Ausgestaltung können das erste und die weiteren optischen Bauteil 6, 55, 56 jeweils in Form eines Hochpassfilters ausgebildet sein. Wird zusätzlich wie oben beschrieben die jeweilige Trägerfrequenz unterdrückt, kann eine nahezu kohärente austretende Strahlung erzeugt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 in einer Reihe angeordnet, wie es in 5 gezeigt ist. Dabei können der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 auf demselben Substrat 35 aufgetragen sein.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 schichtweise übereinander angeordnet sind, wie es in 6 gezeigt ist. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann der Sender 5 zweite weitere Transistorlaser 71 aufweisen, wobei der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 schichtweise übereinander angeordnet einen ersten Block 72 ausbilden, ein erster Teil der zweiten weiteren Transistorlaser 71 schichtweise übereinander angeordnet ist und einen zweiten Block 73 ausbildet und ein zweiter Teil der zweiten weiteren Transistorlaser 71 ebenfalls schichtweise übereinander angeordnet ist und einen dritten Block 74 ausbildet.
Sowohl die weiteren Transistorlaser 51, 52 als auch die zweiten weiteren Transistorlaser 71 können wie der erste Transistorlaser 7 ausgeführt sein.
Der erste Block 72, der zweite Block 73 und der dritte Block 74 können in einer Reihe, bevorzugt auf demselben Substrat 35, angeordnet sein. Mit Hilfe einer derartigen schichtweisen Anordnung der Transistorlaser 7, 51, 52, 71 in Form der Blöcke 72, 73, 74 kann eine Leistung der austretenden Strahlung einfach skalierbar sein, indem die Steuereinheit 12 in Abhängigkeit einer geforderten Leistung der austretenden Strahlung eine entsprechende Anzahl der Transistorlaser 7, 51, 52, 71 anschaltet. Möglich ist hierbei, dass die einzelnen Blöcke 72, 73, 74 mehr als die jeweils in 7 gezeigten drei Transistorlaser enthalten. Genauso können mehr als die in 7 gezeigten drei Blöcke 72, 73, 74 in einer Reihe angeordnet sein.
Bei den in 5, 6 und 7 gezeigten Varianten des Senders 5 strahlen der erste Transistorlaser 7, der zweite Transistorlaser 51, der dritte Transistorlaser 52 bzw. die zweiten weiteren Transistorlaser 71 entsprechend die erste Strahlung, die zweite Strahlung, die dritte Strahlung bzw. jeweilige zusätzliche Strahlungen vorzugsweise seitlich und parallel zu einem jeweiligen Substrat, auf dem die entsprechenden Transistorlaser 7, 51, 52, 71 aufgetragen sind, ab.
Die in 7 gezeigte Variante kann vorsehen, dass die Transistorlaser 7, 51, 52, 71 jeweils seitlich in eine Richtung 75 die entsprechende erste, zweite, dritte und die zusätzlichen Strahlungen in eine Richtung 75 abstrahlen. Die Richtung 75 ist in 7 durch eine Pfeilspitze dargestellt, d. h. sie zeigt aus der Zeichenebene der 7 heraus. In der Richtung 75 kann angrenzend zu den Transistorlasern 7, 51, 52, 71 analog zu der in 5 gezeigten Variante eine optische Schicht angeordnet sein, die jeweilige optische Bauteile aufweist, die jeweils von den optischen Ausgängen der Transistorlaser 7, 51, 52, 71 zu einem gemeinsamen Knotenpunkt führen, der mit dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 des Senders 5 gekoppelt ist. In diesem Fall werden in der optischen Schicht analog zu der in 5 gezeigten Variante die von den Transistorlasern 7, 51, 52, 71 erzeugten Strahlungen an dem gemeinsamen Knotenpunkt zusammengeführt und zu dem weiteren gemeinsamen optischen Ausgang 57 des Senders 5 geleitet.
Eine derartige blockweise Anordnung der Transistorlaser 7, 51, 52, 71 ermöglicht bei einer gleichen Anzahl von Transistorlasern eine kompaktere Bauform des Senders 5 im Vergleich zu einer Variante, bei welcher die Transistorlaser 7, 51, 52, 71 in einer einzigen Reihe angeordnet wären. Des Weiteren ermöglicht die Anordnung in Blöcken eine einfachere Kühlung seitlicher Flächen der Transistorlaser 7, 51, 52, 71.
In einer weiteren Ausführungsform sind der erste Transistorlaser 7 und/oder die weiteren Transistorlaser 51, 52 jeweils als ein vertikal emittierendes Halbleiterbauteil ausgebildet. Vertikal emittierend meint, dass der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 die erste Strahlung beziehungsweise die zweite und dritte Strahlung vertikal zu ihrer jeweiligen größten Oberfläche, insbesondere vertikal zu einem jeweiligen Substrat, auf dem sie aufgebracht sind, abstrahlen können. Dadurch kann eine gegenseitige Beeinflussung zwischen der ersten, zweiten und dritten Strahlung reduziert werden, wenn der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 in einer Ebene angeordnet sind. Unter dem Halbleiterbauteil wird ein Bauteil verstanden, das zumindest ein Halbleitermaterial wie beispielsweise Galliumarsenid, Indiumantimonid oder Aluminiumgalliumantimonid aufweist.
Diese Ausführungsform ermöglicht somit eine Anordnung des ersten Transistorlasers 7 und der weiteren Transistorlaser 51, 52 in Reihen und Spalten in einer Ebene 81, wie es in 9 gezeigt ist. Bei der in 9 gezeigten Variante sind die zweiten weiteren Transistorlaser 71 ebenfalls in der Ebene 81 in Reihen und Spalten angeordnet. Die Anordnung der Transistorlaser 7, 51, 52, 71 in der gemeinsamen Ebene 81 kann beispielsweise dadurch erzielt werden, indem die Transistorlaser 7, 51, 52, 71 auf einer gemeinsamen Platine, bevorzugt auf einem gemeinsamen Substrat, wie beispielsweise dem Substrat 35, aufgebracht sind. Analog zu der zu 7 beschriebenen Variante des Senders 5 kann bei der in 9 dargestellten Variante der Sender 5 mit Hilfe der optischen Schicht die jeweiligen mit den Transistorlasern 7, 51, 52, 71 erzeugten Strahlungen in der Verbindungszone 59 zusammenführen und zu dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 leiten. Hierzu koppeln zweite weitere optische Bauteile jeweilige optische Ausgänge der zweiten weiteren Transistorlaser 71 mit der Verbindungszone 59.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit 12 eingerichtet und ausgebildet, zwei der Transistorlaser, darunter den ersten Transistorlaser 7 und einen der weiteren Transistorlaser 51, 52, zeitlich unmittelbar hintereinander anzuschalten, wobei diese zwei Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 jeweils in einer Nähe einer jeweiligen Seite einer gemeinsamen Baugruppe der zwei Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 angeordnet sind. Die gemeinsame Baugruppe kann die oben genannte Platine oder das oben genannte gemeinsame Substrat sein. Die jeweiligen Seiten der Baugruppe sind unterschiedlich. Beispielsweise kann einer der zwei Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 in einer Nähe einer ersten Seite 82 des Substrates 35 und der andere der beiden Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 in einer Nähe einer zur ersten Seite 82 gegenüberliegenden zweiten Seite 83 des Substrates 35 angeordnet sein.
Vorteilhafterweise ist das Computerprogrammprodukt 61 derart ausgebildet, dass, wenn es von der Steuereinheit 12 ausgeführt wird, die Steuereinheit veranlasst, die beiden Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 zeitlich unmittelbar hintereinander anzuschalten. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein Zustand, bei welchem auf der gemeinsamen Baugruppe unmittelbar nebeneinander angeordnete Transistorlaser gleichzeitig angeschaltet sind, möglichst selten auftritt. Dadurch kann eine Betriebstemperatur der gemeinsamen Baugruppe und/oder der Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 reduziert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Sender 5 eine nicht dargestellte Strahlungsquelle zur Erzeugung einer steuernden Strahlung auf. Die Strahlungsquelle ist bei dieser Ausgestaltung mit dem ersten Transistorlaser 7 und den weiteren Transistorlasern 51, 52 gekoppelt, wobei der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 mit Hilfe der steuernden Strahlung angeregt werden können. Weiterhin weisen der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 bei dieser Ausgestaltung jeweils einen optischen Eingang auf, in die die steuernde Strahlung in die entsprechenden Transistorlaser 7, 51, 52 eindringen und die jeweiligen aktiven Schichten anregen kann. Jeweilige Signallaufzeiten zwischen einem Aussenden der steuernden Strahlung mit der Strahlungsquelle und einem jeweiligen Empfangen der steuernden Strahlung mit dem jeweiligen Transistorlaser 7, 51 bzw. 52 sind bei dieser Ausgestaltung im Wesentlichen gleich lang. Die Strahlungsquelle ist vorzugsweise ein Laser, wodurch die steuernde Strahlung kohärent ist.
Dadurch, dass die jeweiligen Signallaufzeiten im Wesentlichen gleich lang sind, können der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52, insbesondere deren jeweilige aktive Schicht, kohärent mit Hilfe der steuernden Strahlung angeregt werden. Dies bewirkt, dass die aus dem gemeinsamen optischen Ausgang 57 austretende Strahlung kohärent ist.
Eine gleiche Länge der jeweiligen Signallaufzeiten kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass das erste optische Bauteil 6 und die weiteren optischen Bauteile 55, 56, unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Dadurch kann eine jeweilige Ausbreitungsgeschwindigkeit der Strahlungen in den optischen Bauteilen 6, 55, 56 unterschiedlich sein und an eine jeweilige Länge eines Weges, den die erste, zweite und dritte Strahlung in dem ersten, zweiten beziehungsweise dritten optischen Bauteil 6, 55, 56 zurücklegt angepasst sein. Somit können in einer speziellen Ausgestaltung die jeweiligen optischen Bauteile 6, 55, 56 eine unterschiedliche Länge aufweisen und trotzdem die Signallaufzeiten im Wesentlichen gleich lang sein, um die kohärente austretende Strahlung zu erzeugen.
8 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Senders 5, bei der erste Transistorlaser 7 und die weiteren Transistorlaser 51, 52 mit den jeweiligen weiteren optischen Ausgängen 53, 54 wie bei der in 5 dargestellten Ausführungsform in einer Reihe angeordnet und in gleicher Weise ausgebildet sein können. Der in 8 gezeigte Sender 5 hat ein erstes optisches Bauteil 106, ein zweites optisches Bauteil 155 und ein drittes optisches Bauteil 156, die jeweils in Form von Streulinsen ausgebildet und entsprechend mit dem ersten optischen Ausgang 8, dem zweiten optischen Ausgang 53 und dem dritten optischen Ausgang 54 gekoppelt sind.
Zusätzlich kann die Modulationsfrequenz des Nutzsignals 11 mit Hilfe der Steuereinheit 12 verstellbar sein. Dadurch kann ein jeweiliges Frequenzspektrum der aus dem ersten optischen Ausgang 8 austretenden ersten Strahlung und der aus den weiteren optischen Ausgängen 43, 44 austretenden zweiten beziehungsweise dritten Strahlung verstellt werden. Die Höhe der Amplitude der Spannung 14 ist vorteilhaft derart eingestellt, dass die Trägerfrequenz der ersten, zweiten und dritten Strahlung unterdrückt wird. Zusätzlich können das erste optische Bauteil 106 und die weiteren optischen Bauteile 155, 156 vorteilhaft jeweils ein unteres Seitenband der jeweiligen aus den optischen Ausgängen 7, 43, 44 austretenden ersten, zweiten beziehungsweise dritten Strahlung filtern.
Die in 8 gezeigte Variante des Senders 5 als ein Phased-Array-Sender betrachtet werden, bei welchem die aus dem Sender 5 austretende Strahlung schwenkbar ist, wenn die Steuereinheit 12 mithilfe des Oszillators 10 die Modulationsfrequenz verstellt. Die austretende Strahlung ergibt sich bei dieser Variante aus einer Interferenz aus der ersten, zweiten und dritten Strahlung der entsprechenden Transistorlaser 7, 41, 42.
Prinzipiell ist es möglich, den ersten, zweiten und dritten Transistorlaser 7, 51, 52 sowie den ersten, zweiten, dritten und die zusätzlichen Transistorlaser 7, 51, 52, 71 auf einem gemeinsamen Chip anzuordnen. Die Transistorlaser 7, 51, 52, 71 können beispielsweise aus Indiumantimonid oder Aluminiumgalliumantimonid hergestellt sein.
Sind darüber hinaus Transistoren der Steuereinheit 12 und der Auswertungseinheit 20 als Tunnel-FET-Transistoren (Tunnel-Feld-Effekt-Transistoren) ausgebildet, so können die Steuereinheit 12 und die Auswertungseinheit 20 ebenfalls auf dem gemeinsamen Chip angeordnet sein. Die Tunnel-FET-Transistoren können aus dem Halbleitermaterial Galliumarsenidantimonid gefertigt sein. Der Detektor 19 kann mit dem Sender 5 und der Auswertungseinheit 20 auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein. Eine derartige Anordnung auf dem gemeinsamen Chip und/oder der gemeinsamen Platine ermöglichen eine flache Konstruktion des Fahrerassistenzsystems 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018114987 A1 [0002]
DE 102018128538 A1 [0003]

Claims

Fahrerassistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2) zur Erfassung eines Objektes (3), das Fahrerassistenzsystem (1) aufweisend einen Empfänger (4) und einen Sender (5) mit zumindest einem ersten optischen Bauteil (6) und zumindest einem ersten Transistorlaser (7), der einen ersten optischen Ausgang (8) aufweist, wobei der erste optische Ausgang mit dem ersten optischen Bauteil (6) gekoppelt ist und das erste optische Bauteil (6) ein Ausbreitungsverhalten einer mithilfe des ersten Transistorlasers (7) erzeugbaren ersten Strahlung vorgibt, der Sender (5) eingerichtet ist, mithilfe der ersten Strahlung eine aus dem Sender (5) austretenden Strahlung zu erzeugen und der Empfänger eingerichtet ist, die aus dem Sender (5) austretende Strahlung zu empfangen.
Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 1, wobei der Sender (5) weitere Transistorlaser (51, 52) mit jeweiligen weiteren optischen Ausgängen (53, 54) und weitere optische Bauteile (55, 56) aufweist, wobei die weiteren optischen Bauteile (55, 56) jeweils mit zumindest einem der weiteren optischen Ausgänge (53, 54) gekoppelt sind und ein Ausbreitungsverhalten einer jeweiligen mit den weiteren Transistorlasern (51, 52) erzeugbaren Strahlung vorgeben und die aus dem Sender (5) austretende Strahlung mithilfe des ersten Transistorlasers (7) und den weiteren Transistorlasern (51, 52) erzeugbar ist.
Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrerassistenzsystem (1) eine Signalquelle (10) zur Erzeugung eines Nutzsignals (11) aufweist und der erste Transistorlaser (7) und/oder die weiteren Transistorlaser (51, 52) mit einer Steuereinheit (12) des Fahrerassistenzsystems (1) in Abhängigkeit des Nutzsignals (11) steuerbar sind und die aus dem Sender (5) austretende Strahlung in Abhängigkeit des Nutzsignals (11) veränderbar ist.
Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 3, wobei das Nutzsignal (11) periodisch ist, das erste optische Bauteil (6) und die weiteren optischen Bauteile (55, 56) zu zumindest einem gemeinsamen optischen Ausgang (57) einer optischen Schicht (58) des Senders (5) führen und der erste Transistorlaser (7) und die weiteren Transistorlaser (51, 52) mit der Steuereinheit (12) derart steuerbar sind, dass eine zeitlich sich verändernde Amplitude der aus dem Sender (5) austretenden Strahlung mithilfe eines von dem Nutzsignal (11) abhängigen Anschaltens und Abschaltens des ersten Transistorlasers (7) und der weiteren Transistorlaser (51, 52) erzeugbar ist.
Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinheit (12) eingerichtet und ausgebildet ist, zwei der Transistorlaser, darunter der erste Transistorlaser (7) und einer der weiteren Transistorlaser (51, 52), die jeweils in einer Nähe einer jeweiligen Seite (82, 83) einer gemeinsamen Baugruppe (35) der zwei Transistorlaser angeordnet sind, zeitlich unmittelbar hintereinander anzuschalten, wobei die jeweiligen Seiten (82, 83) unterschiedlich sind.
Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei der erste Transistorlaser (7) und die weiteren Transistorlaser (51, 52) schichtweise übereinander angeordnet sind.
Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Transistorlaser (7) und/oder die weiteren Transistorlaser (51, 52) jeweils als ein vertikal emittierendes Halbleiterbauteil ausgebildet sind.
Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, wobei der Sender (5) eine Strahlungsquelle zur Erzeugung einer steuernden Strahlung aufweist, die Strahlungsquelle mit dem ersten Transistorlaser (7) und den weiteren Transistorlasern (51, 52) gekoppelt ist und der erste Transistorlaser (7) und die weiteren Transistorlaser (51, 52) mithilfe der steuernden Strahlung angeregt werden können und jeweilige Signallaufzeiten zwischen einem Aussenden der steuernden Strahlung mit der Strahlungsquelle und einem jeweiligen Empfangen der steuernden Strahlung mit dem jeweiligen Transistorlaser (7, 51, 52) im Wesentlichen gleich lang sind.
Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der optischen Bauteile, darunter das erste optische Bauteil (6) und/oder die weiteren optischen Bauteile (55, 56), eingerichtet ist, zumindest ein Seitenband eines Frequenzspektrums einer mithilfe des ersten Transistorlasers (7) erzeugbaren ersten Strahlung zu filtern.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (1) für ein Fahrzeug (2) zur Erfassung eines Objektes (3), das Fahrerassistenzsystem (1) aufweisend einen Empfänger (4) und einen Sender (5) mit zumindest einem ersten optischen Bauteil (6) und zumindest einem ersten Transistorlaser (7), der einen ersten optischen Ausgang (8) aufweist, wobei der erste optische Ausgang mit dem ersten optischen Bauteil (6) gekoppelt ist und mithilfe einer zeitlich sich verändernden Basisspannung an einer Basis des ersten Transistorlasers (7) eine Intensität einer aus dem Sender (5) austretenden Strahlung verstellt wird.