日前，美國西雅圖華盛頓大學教授李墨和團隊發明了一種全新的掃描式激光雷達系統，其采用了集成在芯片上的聲光散射的技術。

對于掃描式激光雷達來說，一個關鍵挑戰在于如何不使用機械裝置，高效可靠地將激光束從系統中發射出來，從而進入自由空間，這樣它就能像探照燈一樣快速準確地掃描遠處的物體。

（來源：Nature）

而在這個新發明的系統中，課題組利用在光子芯片表面的聲波，通過聲光相互作用，將在片上光波導內傳播的激光散射到自由空間當中，而且激光的散射角度完全由光子芯片上聲波的波長和頻率來控制。

這種新型激光雷達采用了完全集成在光子芯片中的激光束掃描系統，沒有任何需要轉動的部件，屬于全固態激光雷達。

相比機械式激光雷達，全固態激光雷達不僅能提高性能和可靠性，也大大降低了生產成本和體積，極易于集成和制造，從而克服了傳統激光雷達體積大、成本高的局限性，使其具備更廣闊的市場應用前景。

（來源：Nature）

相關論文的第一作者李秉釗表示：“雖然聲光散射效應已經研究了很久，但是我們對這一現象的創新性應用被審稿人予以高度評價，被認為是這一領域里革命性的突破。我們發明的獨特的頻率-角度分辨技術，解決了光學相控陣等其他固態激光雷達技術難以解決的角度矯正問題。”

他繼續說道，在光子芯片上操縱聲波和激光之間的相互作用就像指揮一場“音樂會”，聲波是“指揮棒”，而激光就是想展現的整個“樂章”。

通過調整聲波的頻率，可以將激光散射到任何想要的方向。最終，他們巧妙利用這一現象發明了這種新型激光雷達，它可以使自動駕駛車輛成為現實，在不遠的未來，就會改變我們日常生活。

同時，此次研發的掃描系統，因為不需要寬帶可調激光器或光梳光源，與其他依賴色散效應來控制散射角度的工作原理相比，被認為具有極大的技術優勢。

而隨著這種新型激光雷達系統的進一步研發和優化，其在自動駕駛、機器人、無人機等領域的應用將得到進一步推廣。

整體來看，集成激光雷達技術在多個領域有著廣泛的應用，具體包括：

自動駕駛汽車：自動駕駛汽車是激光雷達最引人關注的應用領域之一。激光雷達可以實時創建周圍環境的三維映像，這對于自動駕駛汽車的導航和避障至關重要。全固態集成激光雷達的小巧、輕便和成本效益使其更適合在自動駕駛汽車上使用。

無人機：無人機可以使用激光雷達技術進行地形測繪和導航，特別是在森林、農田或建筑物周圍的環境中。

工業自動化：在工廠或倉庫中，集成激光雷達可以被用于導航自動化設備，如自動引導車和機器人，并幫助它們避免撞擊障礙物。

環境監測和地質學應用：激光雷達技術可用于測量森林覆蓋率、監測環境變化、檢測地震活動等。

智能家居：在智能家居中，集成激光雷達可以幫助智能掃地機器人準確地導航并規劃清潔路徑。

增強現實和虛擬現實：激光雷達可以幫助創建更為真實和準確的三維環境，從而改善用戶體驗。

“這些都是集成激光雷達的一些應用例子，其實潛在應用場景遠不止這些，未來隨著技術的進步和成本的降低，我們期待有更多領域可以利用集成激光雷達技術。”李秉釗表示。