激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標的位置,、速度等特征量的雷達系統(tǒng),，現(xiàn)代3D激光雷達傳感器結合了高橫向/縱向和徑向分辨率，是L4和L5自動駕駛汽車的關鍵部件。

　?。▓D片來源：瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院）

　　大多數(shù)現(xiàn)代激光雷達傳感器依賴飛行時間工作原理,，即短脈沖或脈沖模式從傳感器孔徑發(fā)射,，并使用平方律光電探測器探測后向反射光的能量,。另一原理是相干激光測距，最典型的就是調頻連續(xù)波（FMCW）激光雷達,，其中激光發(fā)射線性光頻啁啾,。相干測距具有增強距離分辨率、利用多普勒效應直接檢測速度,、不受太陽光眩光和干擾等優(yōu)點,。但是，目前精確控制窄線寬頻率捷變激光的技術非常復雜,，阻礙了FMCW激光雷達的成功并行,。

　　據(jù)外媒報道，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）Tobias Kippenberg實驗室研究人員找到了一種新方法,，使用集成非線性光子電路來部署并行FMCW激光雷達引擎,。研究人員將單個FMCW激光器耦合到一個氮化硅平面微諧振腔中，連續(xù)波激光由于色散,、非線性,、空腔抽運和損耗的雙重平衡而轉換成穩(wěn)定的光脈沖串。

　　Kippenberg實驗室博士后,、該項研究的第一作者Johann Riemensberger表示,，“令人驚訝的是，耗散克爾孤子的形成不僅在泵浦激光發(fā)生啁啾時持續(xù)存在,，而且還將啁啾傳輸?shù)剿猩缮氖釥铨X中,。”

　　該小尺寸微諧振器的梳齒間距為100 GHz,，使用標準的衍射光學元件足以分離它們,。由于每個梳齒都具有泵浦激光的線性啁啾，因此可以在微諧振腔中創(chuàng)建多達30個獨立的FMCW激光雷達通道,。此外,，每個通道可同時測量目標的距離和速度。同時,，不同通道的光譜分離使設備不受通道串擾,，并可與最新部署的基于光子集成光柵發(fā)射器的光學相控陣完美集成,。

　　此款微諧振器可實現(xiàn)發(fā)射光束空間分離,，并且工作在1550毫米波波段,，從而降低了嚴格的人眼和攝像頭安全限制。Kippenberg實驗室博士生Anton Lukashchuk稱,，“EPFL開發(fā)的技術可以在不久的將來將FMCW相干激光雷達的捕獲率提高10倍,。”

　　該高質量氮化硅微諧振器由EPFL微納米技術中心（CMi）生產(chǎn),，并已由EPFL附屬LiGENTEC SA公司投入市場,。該項研究為相干激光雷達在自動駕駛車輛中的廣泛應用奠定了基礎。目前,，研究人員正致力于將激光,、低損耗非線性微諧振器和光電探測器集成到單一、緊湊的光子封裝中,。