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利用芯片控制光束转向，为研发更小、更便宜的激光雷达开辟了道路
- 分类：新闻中心
- 作者：
- 来源：
- 发布时间：2022-08-12
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【概要描述】丹麦技术大学的研究人员开发了一种基于芯片的光束转向装置，以降低高性能激光雷达技术的尺寸和成本。该设备可以应用于自主潜水、自由空间光通信、3D全息、生物医学传感和虚拟现实。
利用芯片控制光束转向，为研发更小、更便宜的激光雷达开辟了道路
【概要描述】丹麦技术大学的研究人员开发了一种基于芯片的光束转向装置，以降低高性能激光雷达技术的尺寸和成本。该设备可以应用于自主潜水、自由空间光通信、3D全息、生物医学传感和虚拟现实。
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丹麦技术大学的研究人员开发了一种基于芯片的光束转向装置，以降低高性能激光雷达技术的尺寸和成本。该设备可以应用于自主潜水、自由空间光通信、3D全息、生物医学传感和虚拟现实。
研究小组组长胡浩说，目前激光雷达系统中的传统机械波束控制体积庞大、价格昂贵、对振动敏感，且速度有限。他说，尽管基于芯片的光学相控阵（OPA）可以快速、准确地非机械地引导光线，但这些设备往往存在光束质量差和视场有限的问题。
OPAs通过电子控制光的相位轮廓以形成特定图案来实现光束转向。大多数使用波导阵列发射多个光束。在远场施加干涉以形成图案。然而，由于波导通常彼此间隔很远，并且干涉发生在远场，因此引入了混叠。为了获得180º的视野，发射器必须靠近放置。然而，这种接近可能会引入串扰，从而降低光束质量。
研究人员没有使用多个发射器，而是使用平板光栅来创建单个发射器。消除了混叠，因为相邻通道可以彼此靠近放置。此外，相邻通道之间的耦合在平板光栅中并不有害，因为它可以在近场中实现干涉和波束形成。然后可以在远场中以期望的角度发射光。该团队还引入了其他光学技术，以减少背景和其他光学伪影，如旁瓣。
丹麦技术大学高级研究员胡浩和博士生刘勇开发了一种基于芯片的OPA，该OPA可以在不影响光束质量的情况下实现宽视场的光束控制。该设备可以实现小型、经济高效的高性能激光雷达系统。
为了测试该设备，该团队构建了一个成像系统，以测量180º视场中沿水平方向的平均远场光功率。它证明了在这个方向上的无混叠光束转向，包括超过±70°的转向，尽管研究人员观察到一些光束退化。
然后，研究人员通过将波长从1480 nm调谐到1580 nm来表征垂直方向的光束转向，实现13.5°的调谐范围。最后，他们展示了OPA的多功能性，通过使用它来形成字母表中三个字母的2D图像，这些字母以−通过调谐波长和移相器来实现60°、0°和60°。他们以2.1°的光束宽度进行实验，研究人员目
目前正在努力减小该宽度，以实现更高分辨率和更长射程的光束转向。
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