硅基集成激光雷达技术

中兴通讯技术

2020年4月第26卷第2期 Apr. 2020 Vol. 26 No. 2

DOI：10.12142/ZTETJ.202002007

hanguo网络出版地址：knski/kcms/detail/34.1228.TN.20200410.1723.015.html

网络出版日期：2020-04-10收稿日期：2020-02-20

摘要：论述了硅基相控阵激光雷达和硅基光开关阵列激光雷达的工作原理，并回顾了这两种硅基全固态激光雷达的发展历程。业界对于硅基相控阵激光雷达的研究开始较早，目前已取得了显著成果；但大阵列硅基相控阵激光雷达的控制电路很复杂，实现起来较困难。硅基光开关阵列激光雷达的工作方式非常简单，技术门槛较低，发展迅猛，与硅基相控阵激光雷达在性能上的差距也越来越小。

关键词：激光雷达；硅基；光学相控阵；光开关阵列

长镜头理论

Abstract: The working principles of silicon-based phased array LiDAR and silicon-based op-tical switch array LiDAR are discussed, and the development of these two silicon-based all-solid-state LiDAR is reviewed. Among them, the research on silicon-based phased array LiDAR started earlier and has achieved remarkable results, but the control circuit of large-array silicon-based phased array LiDAR is complex and difficult to implement. Because of its sim-ple working mode and low technical threshold, the silicon-based optical switch array LiDAR has developed rapidly, so the performance gap with the silicon-based phased array LiDAR is smaller and smaller.

Keywords: LiDAR; silicon-based; optical phased array; optical switch array

激

光雷达俗称LiDAR，是一种使用激光脉冲来测量障碍物距离的

传感技术。早先激光雷达仅限于政府和军事应用，随着技术的进步和激光雷达制造成本的降低，它广泛地渗透到工业和商业领域。这项技术可以快速、准确识别前方障碍物目标，已成为无人驾驶、无人机、智能机器人等领域的关键传感技术，近年来吸引了

众多科研人员及高科技公司的关注。根据最新报告显示，2022年全球激光雷达市场规模预计将达到52亿美元，2017—2022年间年均复合增长率将达25.8%。法国市场研究与战略咨询公司Yole Development 表示，汽车应用激光雷达市场增长趋势将持续到2032年，届时市场将达到280亿美元。

目前，基于机械式的激光雷达虽然较为成熟，但因体积大、价格高、调试装配复杂、机械部件寿命短等特点，大规模应用受到限制。另一种是

齿轮磨损修复

利用微机电系统（MEMS）的激光雷达，它会把所有的机械部件集成到单个芯片，利用半导体工艺生产。它可以取消机械旋转结构，是降低激光雷达成本的一种方式，属于“混合固态”式。该激光雷达光路复杂，扫描效率受微振镜面积限制，且测试结果重复性难以保证。另外，MEMS 环境适应性相对较

差，不易通过车规标准，还不能大规模应用在无人驾驶等领域。

纯粹的固态LiDAR 主要有相控阵激光雷达、Flash 激光雷达和基于时间

仙鹤草酚b基金项目：北京市科技计划（Z191100004819011）、国家自然科学基金（61934007）

河南发生纵火案>ad637

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标签：相控阵市场技术应用机械

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