FMCW激光雷達技術和相干光模塊技術有什么相關嗎?
FMCW技術是激光雷達領域的熱點,它似乎和相干光模塊技術很類似
FMCW調頻連續波激光雷達不同于ToF(飛行時間)方案的基于光脈沖在目標物與激光雷達間的飛行時間的測距原理,通過發送和接收連續激光束,把回光和本地光做干涉,并利用混頻探測技術來測量發送和接收的頻率差異,再通過頻率差換算出目標物的距離。和ToF方案相比,FMCW就像無線電中的調頻和調幅的對比,具有抗干擾,高信噪比,支持基于多普勒頻移的瞬時速度數據探測,兼容OPA(光學相控陣),可以用硅光芯片集成等優點。
一直有人將激光雷達和光模塊相對比,第一代的ToF激光雷達是帶掃描裝置的光模塊,而FMCW激光雷達更像是把相干光模塊引入激光雷達領域。正因為如此,在這兩個圈子里有許多交叉的人才。比如北京大學畢業的微源光子朱曉琪博士,洛微科技的孫笑晨博士(前洛合鐳信),一徑科技石拓博士(前SiPhotonics)等。
FMCW激光雷達的組成和相干光模塊很像:1)線性調頻窄線寬激光;2)MZI干涉儀;3)光束掃描機構(這里是OPA);4)平衡光電探測器;5)數字信號處理。其中1、4、5都是相干模塊一樣的。但是FMCW激光雷達對光源的要求可能比相干光模塊里的光源更高,相同的可能都是1550nm波長。朱曉琪關于激光器的要求有一個很好的講解(https://www.sohu.com/a/465236648_120190954)。另外,由于采用了相干技術,FMCW方案里不再需要昂貴的APD或者SPD,只需要簡單的PD就餓可以了。FMCW方案最大的好處還在于可以基于硅光技術實現集成,就如同相干模塊里的集成硅光芯片一樣,可以將FMCW所需要的分光,調制器,偏振控制,OPA,PD等都集成在一起,未來還可以如同Intel那樣實現激光器的集成。從這個角度看,FMCW激光雷達和相干模塊非常類似,除了增加OPA的部分。因此現在這個領域也成了硅光研發的前沿。


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