2025年光子学突破：基于微梳技术的高精度FMCW激光雷达

《IEEE Photonics Journal》：Photonics Breakthroughs 2025: Microcomb-Empowered High-Precision FMCW LIDAR

　　

摘要：

光检测与测距（LIDAR）已成为自主技术中不可或缺的工具。频率调制连续波（FMCW）LIDAR因其相干检测特性而成为一种重要的LIDAR类型。然而，对于当前的激光技术来说，同时实现具有大扫描带宽、高调制频率和线性扫描特性的可调谐激光器是非常困难的。在最近的研究中，我们通过使用光子微梳来校准傅里叶域锁模（FDML）激光器，从而解决了这些挑战。微梳提供了精确的频率参考，并且具有较大的线间距，可以校准具有超高啁啾率（高达320 PHz/s）的FDML激光器，以实现变换极限测距。经过完全校准的FDML激光器能够实现高达0.27纳米的标准化测距精度。?秒√（这是FMCW LIDAR的记录）。我们进一步建立了一个理论框架，用于纠正由非线性扫描引起的速度误差，为FMCW速度测量提供了新的见解。这种方法突显了微梳辅助校准在推进超快LIDAR和精密光学传感方面的潜力。我们还简要回顾了宽扫描激光器和FMCW LIDAR的最新进展，特别是2025年报道的研究。我们的工作将FMCW LIDAR的性能提升到了一个新的水平，并阐明了集成光子学如何释放宽带、非完美扫描激光器的潜力。