激光雷达分辨率获创纪录突破！

　　据国外科技媒体allaboutcircuits报道，加州大学伯克利分校的最新研究利用激光雷达焦平面开关阵列(FPSA)中的微机电系统(MEMS)实现了创纪录的分辨。

　　那么他们克服了哪些挑战才能达到这一记录的？

　　大多数追求自动驾驶汽车(AV)的公司目前都在一定程度上使用激光雷达。LiDAR已成为一种至关重要的传感器，因为它具有远距离高分辨率的能力，并且不受光照或天气等环境条件的影响。

　　然而，LiDAR远非完美，许多不同形式的LiDAR竞相成为该技术的未来。

激光雷达技术和应用示例

　　最近，加州大学伯克利分校的研究人员发表了一篇新的研究论文，描述了一种基于MEMS的新型FPSA LiDAR系统，该系统声称具有令人印象深刻的性能规格。

　　本文将讨论FPSA技术、它面临的挑战以及伯克利研究人员如何解决这些问题。

FPSA激光雷达

　　追求固态激光雷达的主要技术之一是FPSA。

　　FPSA是一种技术，它通过使每个LiDAR像素由单个光学天线、热光移相器或开关组成。这些像素以矩阵形式排列，一次驱动一个像素，其中像素的开关控制向每个天线的供电。

　　就像相机的光学系统一样，FPSA视场(FOV)内的每个角度都被映射回一个像素，收集光线并创建照明区域的3D地图。

焦平面开关阵列光束扫描仪

　　FPSA技术背后的理念是，通过一次驱动每个像素，每个像素都可以接收驱动激光器的所有可用功率，这意味着更远的范围和更高的分辨率。

　　除了范围和分辨率，FPSA可能是固态LiDAR的有希望的候选者，因为它们允许在没有机械移动部件的情况下进行电子扫描。

　　此外，少量组件允许将这些像素中的许多像素集成到单个芯片中。

FPSA LiDAR挑战

　　FPSA LiDAR虽然提供了许多好处，但也有一个明显的缺点：它的规模有限。

　　实现大规模FPSA LiDAR的主要挑战是热光开关易受温度影响。

　　开关通过将施加的电场转换为温度变化来工作，从而改变硅波导的折射率。有效折射率有助于控制入射光的方向并有效地将FPSA激光导航到所需的像素。

　　然而，这种方法的缺点是开关非常耗电并且会产生大量热量。这个缺点限制了在单个FPSA中密集集成许多像素的能力，因为累积的热量最终会导致故障。

　　到目前为止，FPSA被限制为最大512像素。

伯克利的MEMS FPSA LiDAR方法

　　为了突破FPSA LiDAR的限制，伯克利的研究人员描述了一种新的FPSA方法，旨在解决上述挑战。

　　为了回避FSPA LiDAR中的热挑战，研究人员选择使用MEMS开关而不是热光开关。

　　在此方案中，FSPA阵列通过以正确方向物理移动波导来选择给定像素，将所有激光入射光引导至给定像素的天线。该芯片可以通过切换整个阵列对其环境进行360度扫描。

制造新的FSPA技术

　　总而言之，研究人员声称这种新方法对FPSA LiDAR技术的好处是巨大的，因为MEMS开关比热光开关更轻、更小，而且功耗更低。

　　由此产生的设备在1平方厘米的固态芯片上创建了128x128像素阵列。研究人员声称，该芯片上的16,348像素远远超过了之前达到的最大数量，使其成为市场上分辨率最高的固态FPSA芯片。

　　该阵列能够实现70度FOV，每个像素占0.6度。

　　随着越来越多的研究涌入更新和更好的激光雷达系统和技术，看看什么被挑选或适应实际市场使用将会很有趣。

　　以上内容来自EETOP，江苏激光联盟陈长军转载