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Parallel 4D Solid-State LiDAR Enabled by an Integrated Si-SiN Focal Plane Switch Array Chip
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PRE
AI
DOI：10.1002/lpor.202503167.png)
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摘要
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光探测与测距（LiDAR）在自动驾驶、机器人和三维环境感知中发挥着关键作用。然而，现有的依赖机械波束扫描的LiDAR系统在尺寸、重量和稳定性方面存在限制，而基于传统光学相控阵的固态LiDAR则因串行波束扫描带来的高插入损耗和有限的帧率而受到影响。为解决这些问题，我们提出了一种基于Si-SiN焦平面开关阵列（FPSA）芯片的固态LiDAR系统，该系统首次通过同时激活完整的收发单元行，实现了并行4D成像。该芯片单片集成了1×64热光开关网络和8×8收发天线阵列，并配备了Ge/Si平衡光电探测器（BPDs），实现了波束发射、扫描和相干检测的片上集成。该LiDAR系统在米级距离上实现了44.45 µm的测距精度。此外，对于反射率为10%的朗伯目标，演示了100.82 m的最大可探测距离。所提出系统的高测距精度和远距离探测能力使FPSA架构能够满足下一代固态LiDAR在广泛应用中多样化的性能要求。
Keyword:
coherent detection
focal plane switch array
LiDAR
silicon photonics
期刊
L
IF:
10
论文数:
1.3K
被引数:
1
机构
引用论文
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