12、固态激光雷达扫描技术：波长调谐与光学相控阵

固态激光雷达扫描技术：波长调谐与光学相控阵

1. 引言

随着自动驾驶技术的快速发展，激光雷达（LiDAR）作为关键的传感器之一，其性能和可靠性备受关注。固态激光雷达由于不含移动部件，在恶劣环境下具有更高的稳定性和可靠性，成为了研究的热点。本文将介绍两种固态激光雷达扫描技术：波长调谐和光学相控阵。

2. 波长调谐扫描技术

2.1 原理

波长调谐扫描技术通过调整输入光束的波长来改变光束的方向，而无需移动扫描器内部的任何部件。其原理基于光学中的色散现象，不同波长的光在通过色散元件（如棱镜或衍射光栅）时会发生不同程度的偏转。

• 棱镜色散 ：如图所示，色散棱镜可以将光分散成不同颜色的光谱成分，不同波长的光会以不同的角度被棱镜偏转。一般来说，较长波长的光比短波长的光经历更小的偏差，光的偏折程度可以由斯涅尔定律确定。
• 衍射光栅 ：衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它可以将光衍射成多个沿不同方向传播的光束。光束的衍射方向取决于光束入射到衍射光栅的角度，在这种情况下，光栅起到了类似于棱镜的色散作用，使入射光发生偏转。

2.2 优缺点

• 优点 ：完全去除了移动部件，使扫描器在恶劣环境下更加稳定和可靠。
• 缺点 ：需要一种机制来调谐激光的波长，这增加了激光雷达的复杂性和成本。

2.3 应用案例

澳大利亚的激光雷达初创