研究機構開發遺傳算法校準高通道數OPA 縮減激光雷達傳感器成本和尺寸

據國外媒體報道，法國研究機構CEA-Leti開發了一種遺傳算法來校準高通道光學相控陣(OPA)，以降低激光雷達傳感器的成本和尺寸。

(資料來源:CEA-Leti)

OPA是一種新技術，它由緊密排列(相距約1米)的光學天線陣列組成，在寬角度范圍內發射相干光。通過調整每個天線發射的光的相對相位，可以改變生成的干涉圖。例如，如果天線之間的相位梯度是線性的，將形成定向波束。通過改變線性梯度的斜率來控制光束的方向，從而實現固態光束的轉向。

研究人員Sylvain Guerber表示，“開發高性能OPA將為其他許多應用中的低成本激光雷達系統鋪平道路，例如自動駕駛汽車和全息顯示器。然而，激光雷達的廣泛應用將取決于更低的系統成本和更小的外部尺寸。”為了在100米處分辨10厘米大小的物體，需要一個工作波長為1米的OPA和一個至少由1000個天線組成的電路，其中每個天線之間的距離為1米。因此，對于基于OPA的商用激光雷達系統來說，開發高通道數的OPA至關重要。

目前，激光雷達通常采用笨重、大功率、昂貴的機械式波束控制系統，使用OPA可以提高掃描速度、功率效率和分辨率。基于OPA的激光雷達系統的另一個特點是沒有運動部件，只需調整天線相位即可實現固態波束轉向，從而大大降低了系統的體積和成本。

此外，研究人員還開發了一種先進的測量裝置，可以實現晶圓級OPA表征，從而進一步降低傳感器的成本。Guerber表示，可以利用成熟硅光子平臺的優勢生產芯片級集成固態光束轉向OPA。但是，這只是實現全功能OPA的第一步，因為光束掃描需要初步的標定。

由于光天線數量較多，意味著校準過程需要較長時間，因此與大規模部署技術不兼容。利用遺傳算法可以快速可靠地校準高通道數運算放大器，校準速度比以往算法提高了1000倍。

然而，Guerber說，OPA的應用需要幾年時間。他說，“還有很多挑戰，尤其是在制度層面。激光雷達由許多元素組成，包括激光器、電子驅動器、OPA轉向系統、探測器和數據處理能力。這些要素必須協同工作，OPA只是系統的一部分。”據國外媒體報道，法國研究機構CEA-Leti開發了一種遺傳算法來校準高通道光學相控陣(OPA)，以降低激光雷達傳感器的成本和尺寸。

(資料來源:CEA-Leti)

OPA是一種新技術，它由緊密排列(相距約1米)的光學天線陣列組成，在寬角度范圍內發射相干光。通過調整每個天線發射的光的相對相位，可以改變生成的干涉圖。例如，如果天線之間的相位梯度是線性的，將形成定向波束。通過改變線性梯度的斜率來控制光束的方向，從而實現固態光束的轉向。

研究人員Sylvain Guerber表示，“開發高性能OPA將為其他許多應用中的低成本激光雷達系統鋪平道路，例如自動駕駛汽車和全息顯示器。然而，激光雷達的廣泛應用將取決于更低的系統成本和更小的外部尺寸。”為了在100米處分辨10厘米大小的物體，需要一個工作波長為1米的OPA和一個至少由1000個天線組成的電路，其中每個天線之間的距離為1米。因此，對于基于OPA的商用激光雷達系統來說，開發高通道數的OPA至關重要。

目前，激光雷達通常采用笨重、大功率、昂貴的機械式波束控制系統，使用OPA可以提高掃描速度、功率效率和分辨率。基于OPA的激光雷達系統的另一個特點是沒有運動部件，只需調整天線相位即可實現固態波束轉向，從而大大降低了系統的體積和成本。

此外，研究人員還開發了一個廣告……nced測量裝置，可實現晶圓級OPA表征，從而進一步降低傳感器成本。Guerber表示，可以利用成熟硅光子平臺的優勢生產芯片級集成固態光束轉向OPA。但是，這只是實現全功能OPA的第一步，因為光束掃描需要初步的標定。

由于光天線數量較多，意味著校準過程需要較長時間，因此與大規模部署技術不兼容。利用遺傳算法可以快速可靠地校準高通道數運算放大器，校準速度比以往算法提高了1000倍。

然而，Guerber說，OPA的應用需要幾年時間。他說，“還有很多挑戰，尤其是在制度層面。激光雷達由許多元素組成，包括激光器、電子驅動器、OPA轉向系統、探測器和數據處理能力。這些要素必須協同工作，OPA只是系統的一部分。”

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