矽光子學方案似乎已經準備好在激光雷達領域參與(yu) 競爭(zheng) ，它本質上就是為(wei) 了各種目的而在芯片上操縱光，例如，在邏輯門中取代電節點以提供超快、低熱的信號處理。Voyant Photonics正是開創了一種將矽光子學應用於(yu) 激光雷達的解決(jue) 方案。

激光雷達（LiDAR）是機器人和自動駕駛汽車感知周圍世界的關(guan) 鍵技術之一，不過，目前的激光器和傳(chuan) 感器等激光雷達元件通常都具有很大的尺寸。據報道，激光雷達創新廠商Voyant Photonics提出了一種不同的方案，它們(men) 打造了一款可以放在指尖上的激光雷達係統。

激光雷達常被用於(yu) 中距離的環境感知，因為(wei) 遠距離應用，雷達有優(you) 勢；近距離應用，超聲波等其它方案更緊湊。但是，從(cong) 數米到數百米的範圍，就是激光雷達的舞台了。

不幸的是，即使是目前最緊湊的激光雷達解決(jue) 方案仍然約有巴掌那麽(me) 大，並且，已為(wei) 汽車應用做好量產(chan) 準備的激光雷達通常尺寸要更大。如果激光雷達尺寸足夠小，它們(men) 可以隱藏在汽車的每個(ge) 角落，甚至可以安裝在汽車內(nei) 部，提供關(guan) 於(yu) 汽車內(nei) 部和周圍所有環境的豐(feng) 富位置信息。此外，尺寸小同時也意味著更低的功耗，無需破壞現有的線路和設計。如果能夠實現這樣的微尺寸和功耗，激光雷達還將進入汽車以外更廣泛的應用領域。

傳(chuan) 統的機械式激光雷達一般通過每秒多次掃描場景，然後測量其反射以跟蹤物體(ti) 的距離。但這種機械掃描激光雷達通常體(ti) 積較大，速度慢且易於(yu) 失效，因此創新的開發商正在嚐試各種其它技術方案，例如瞬間照亮整個(ge) 場景的Flash激光雷達，或是利用超構材料進行光束轉向的方案等等。

矽光子學方案似乎已經準備好在激光雷達領域參與(yu) 競爭(zheng) ，它本質上就是為(wei) 了各種目的而在芯片上操縱光，例如，在邏輯門中取代電節點以提供超快、低熱的信號處理。Voyant Photonics正是開創了一種將矽光子學應用於(yu) 激光雷達的解決(jue) 方案。

過去，基於(yu) 芯片的光子學研究試圖從(cong) 光波導表麵（用於(yu) 轉向光或發射光的元件）發射相幹激光光束的嚐試，但由於(yu) 光傾(qing) 向於(yu) 在近距離處自身幹涉，而受限於(yu) 低視場和低功率。

Voyant Photonics開發的“光學相控陣”技術方案，通過仔細研究改變穿過芯片的光波相位來繞開這個(ge) 問題。其結果得到了一個(ge) 完全沒有運動元件，且比指尖還小的芯片，能夠在很寬廣的環境中發射高速掃描的非可見光。

“這是一項突破性的賦能技術，利用該技術實現的激光雷達是如此之小，”Voyant Photonics聯合創始人Steven Miller說，“這裏我們(men) 討論的可是立方厘米級別的尺寸。很多電子產(chan) 品根本無法容納目前市場上像壘球大小的激光雷達，例如無人機，對重量很敏感的產(chan) 品，或機器人技術，它需要將激光雷達嵌入機器手臂的尖端。”

Steven Miller及其聯合創始人Chris Phare來自美國哥倫(lun) 比亞(ya) 大學（Columbia University）的Lipson納米光子學研究組。哥倫(lun) 比亞(ya) 大學電氣工程教授Michal Lipson，是矽光子學領域的主要先驅之一。

“基本可以說是這個(ge) 實驗室發明了矽光子學，”Chris Phare說，“我們(men) 在物理學和器件級研究領域深耕多年。在此背景下，我們(men) 回過頭來審視激光雷達，思考如何利用矽光子學來改善激光雷達，使其具有更小的尺寸和更好的性能。”

Voyant Photonics解決(jue) 了上述幹涉問題，並利用了調頻連續波技術（FMCW），使其激光雷達不僅(jin) 能夠測量物體(ti) 的距離，還能夠測量物體(ti) 的運動速度（另一家激光雷達創新廠商Blackmore也是這樣做的）。他們(men) 獨特的芯片光束發射和轉向方案使他們(men) 打造了一款不僅(jin) 結構超緊湊，而且將發射器和接收器整合在一起的芯片，不僅(jin) 縮小了尺寸，還具有很好的性能。

“小尺寸激光雷達就意味著低性能完全是一種誤解，”Phare解釋說，“我們(men) 采用的矽光子架構使我們(men) 可以在芯片上構建非常高靈敏的接收器，這種接收器難以在傳(chuan) 統光學器件中集成。因此，我們(men) 能夠將高性能激光雷達裝配到如此小巧的封裝中，而無需任何額外的或特異的組件。我們(men) 的激光雷達可以達到市場上其它廠商相當的規格參數，隻是我們(men) 的尺寸要小得多。”