6/05/2025，作者：光纖在線特邀編輯Helen   光纖在線訊，?6 月 4 日，杭州大會展中心迎來了汽車前裝市場的年度盛會 ——EAC2025 易貿汽車產業(yè)大會暨產業(yè)展。此次盛會將持續(xù)至 6 月 6 日，EAC2025 設置了智能駕駛與具身智能產業(yè)展、內外飾與座艙產業(yè)展、新能源與熱管理產業(yè)展三大展區(qū)，涵蓋了 18 個細分領域，全面展示汽車產業(yè)的前沿技術與創(chuàng)新產品。

在智能駕駛與具身智能產業(yè)展中，激光雷達、毫米波雷達、車載攝像頭等智能傳感器技術成為焦點。6月4日的展會特別安排了硅光技術與FMCW專場研討會。光纖在線編輯重點關注了硅光異質集成技術在FMCW激光雷達的應用以及光學相控陣前沿技術。

FMCW（Frequency-Modulated Continuous Wave）即調頻連續(xù)波激光雷達技術，是通過發(fā)射頻率隨時間線性變化的連續(xù)波激光，利用反射光與發(fā)射光之間的頻差計算目標距離，利用多普勒效應產生的頻移計算目標速度，相比業(yè)已大規(guī)模應用的TOF（飛行時間）測距技術，FMCW在高精度測距與抗噪能力、速度測量一體化、多目標分辨能力、低功耗與連續(xù)工作特性、抗射頻干擾、人眼安全方面有顯著優(yōu)勢。

近年來，異質集成技術的迅速發(fā)展既加快了光電合封（CPO）商業(yè)化進程及在AI智算數據中心的落地，也為基于FMCW的激光雷達系統(tǒng)的產業(yè)化帶來勃勃生機。通過在Si/SiN無源晶圓上鍵合III-V EPI外延片裸芯，在移除III-V外延片襯底之后由標準的III-V光刻流程完成有源材料在硅光波導上成型，最后實現晶圓級光子器件異質集成。

OpenLight高級事業(yè)部總監(jiān)Steven Alleston遠程連線主會場，介紹了如何利用Tower Semiconductor的PH18DA PDK代工設計平臺提供一站式設計服務，以實現硅基異質集成芯片的規(guī)?；慨a。會上重點介紹了FMCW激光雷達系統(tǒng)中的兩類核心光器件：基于無源硅波導的激光腔和基于Vernler效應的環(huán)形諧振腔反射鏡實現模式選擇的高性能激光器和實現激光功率放大的參數化半導體光放大器SOA（調整器件長度實現噪聲指數與增益的優(yōu)化）。對于希望簡化元件供應鏈的客戶，OpenLight同時也給出了全棧集成的FMCW方案，單顆芯片內集成了調頻激光器、SOA放大器、1*N分路器、光電探測器、偏振分束器等。

來自浙江大學光電科學與工程學院的時堯成教授，在激光雷達固態(tài)化、輕量化和低成本化的發(fā)展趨勢下，從大角度掃描、高速調制、二維等不同設計考量點，闡述硅基光學相控陣（OPA）的最新技術進展。

在激光雷達的光源、探測器、測距原理和光束操縱這四個技術維度上，光束操縱/掃描是最關鍵也最復雜的，其原理與相控陣雷達通過控制各天線單元發(fā)射電磁波的相位來改變波束掃描方向基本類似，只不過光學相控陣是對激光的相位進行調控。

基于硅基的片上光學相控陣芯片集成了光波導光柵耦合、光波導分束器、光波導相控陣列和光束掃描輸出天線等多個光學元件，可實現高性能分光、精確的相位控制、多波束掃描，易于大規(guī)模集成。相比傳統(tǒng)機械旋轉式、MEMS、全固態(tài)Flash等，在信噪比、穩(wěn)定性、體積等方面極具優(yōu)勢。

時堯成教授在會上介紹了加大二維掃描角度的多種技術思路，如：采用可調諧激光器來增加波長維度；增加偏振為新維度，實現TM0和TE0雙偏振大角度掃描。在單波長二維掃描應用下，也可采用圓形天線排布結合稀疏排布算法來擴大掃描空間。

此外還分享了在大角度掃描下提高高旁瓣抑制比的方案，包括非等寬波導的設計、采用周期性彎曲的等寬波導陣列、功分網絡中采用契比雪夫分布實現非均勻分光比等。

光學相控陣其他性能優(yōu)化創(chuàng)新還包括：通過設計輸出天線，使下半區(qū)的彎曲波導偏離中心對稱軸，實現大角度下遠場強度平坦化；采用單模寬波導（2um），減小隨機相位誤差，實現低相位敏感度的免校準OPA；采用緊湊的90度彎曲波導減小尺寸、分組級聯(lián)的移相器減少電極數等。

此外，對于片上同軸收發(fā)光學相控陣做了概念驗證?？臻g通信應用方面，基于氮化硅SiN平臺實現了可獨立偏轉、并行掃描的瓦量級多波束光學相控陣。