光学系统在新兴应用中的FMCW LiDAR与芯片校准

"这篇文档是来自2021年国际固态电路会议（ISSCC）第19V节关于新兴应用的光学系统，特别聚焦于一个光学相位阵列FMCW激光雷达（LiDAR）系统，该系统集成了芯片上的校准功能。报告由Sung Won Chung等人在南加州大学进行，涵盖了从研究背景到LiDAR技术的应用以及未来潜力。" 在光学系统领域，激光雷达（Light Detection And Ranging，LiDAR）是一种关键的技术，它利用光的飞行时间原理来测量距离，创建高分辨率的3D点云图。FMCW（频率调制连续波）LiDAR是其中的一种类型，通过改变发射激光的频率来获取目标的距离和速度信息。论文中提到的光学相位阵列FMCW LiDAR系统引入了芯片级的校准功能，这显著提升了系统的性能和精度。 作者Sung Won Chung拥有麻省理工学院的电子工程与计算机科学博士学位，并在南加州大学担任研究助理，从事硅光子学研究。目前，他正在 Neuralink 公司工作，参与开发脑机接口技术。他的背景显示了他在光电子和微电子领域的深厚专业素养。 LiDAR技术有多种新兴应用，包括3D成像和自主导航。3D成像使得物体的三维结构得以重建，对于机器人、自动驾驶汽车等领域具有重要意义。例如，通过高分辨率的3D点云，自动驾驶车辆可以准确感知周围环境，实现避障和路径规划。文献中引用了Niclass TCRDL（2013）和Zhang（EPFL）2019年的研究，这些研究进一步证明了LiDAR技术在这些应用中的重要性。 集成的芯片级校准是光学相控阵FMCW LiDAR系统的一大亮点。传统的LiDAR系统可能需要复杂的外部校准机制，而这种新技术则将校准过程内置在芯片中，降低了系统复杂度，提高了整体的稳定性和可靠性。这对于移动设备和实时应用场景来说尤其重要，因为它们可能面临各种环境条件变化，如温度、振动等。 这篇论文探讨的是如何通过创新的光学设计和集成技术来优化FMCW LiDAR系统，使其更适合于新兴应用，如自动驾驶和高级3D成像。这项工作对于推动光学传感器的发展，特别是在要求高精度和实时性能的领域，具有重大意义。