由于激光雷達對物體的感知能力有限，自動駕駛汽車很難區別蹣跚學步的孩子和突然出現在視野中的棕色包。為了解決這一問題，自動駕駛汽車行業正在探索調頻連續波（FMCW）激光雷達。

（圖片來源：普渡大學）

據外媒報道，來自普渡大學OxideMEMS實驗室和瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）光子學和量子測量實驗室（Laboratory of Photonics and Quantum Measurements）的開發了一種方法，通過機械控制和進行片上聲光調制，使FMCW激光雷達能以更高的分辨率檢測附近快速移動的物體。

FMCW激光雷達通過自動駕駛汽車頂部的激光掃描來檢測目標。單束激光分裂成其他波長的梳狀結構（微梳狀結構）來掃描某個區域。光從物體上反射，通過光頻隔離器或循環器進入探測器。

研究人員利用聲波使這些組件更快地調諧，從而提高FMCW激光雷達對附近物體進行檢測的分辨率。這項技術使用由氮化鋁制成的微機電系統（MEMS）致動器，以兆赫到千兆赫的高頻率調制微梳。此外，還使用同樣用于手機識別蜂窩波段的相控MEMS致動器，通過向硅芯片發射螺旋狀的應力波，以千兆赫頻率振動光。普渡大學電子和計算機工程教授Sunil Bhave稱，“這種攪動會調節光線，使其只能朝一個方向運動。”

普渡大學電子與計算機工程專業的博士研究生Hao Tian制造了該MEMS致動器。他將致動器與EPFL開發的氮化硅光子片集成在一起。Tian解釋道，“大量聲波的緊密垂直約束防止串擾，并允許執行器安裝在附近位置。”該項技術采用的其他換能器激發聲波，以兆赫頻率震動芯片，展示對激光脈沖微梳或孤子的亞微秒控制和調諧。

研究人員表示，這種光調制技術不僅將力學和光學結合在一起，還將涉及到的制造過程結合在一起，使該項技術在商業上的可行性更高。MEMS致動器的制造以氮化硅光子學晶片為基礎，制造過程十分簡單。

EPFL物理學教授Tobias Kippenberg表示，“我們已經證明，混合系統比單個系統具有更多優勢和功能。”研究人員表示，這項新技術將推動微梳應用在功率關鍵系統（如空間、數據中心和便攜式原子鐘），或低溫環境等極端環境中的應用。

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