麻省理工学院的工程师们开发了一种基于硅光子学的光学相控阵，它能够在没有旋转机械部件的情况下将激光束引导到宽角度。
该研究于 2026 年 5 月 7 日发表在《Nature Communications》杂志上。这项开发可能成为未来用于自动驾驶汽车、无人机和工业监测的紧凑型固态激光雷达的组件之一。
传统的激光雷达通常使用机械旋转模块。它们提供广阔的视野，但仍然相对笨重、昂贵且容易磨损。硅光子芯片能够以电子方式控制光的方向，但直到现在，它们的视野仍然受到杂散的副本的限制。
当光学天线之间的距离过远时，就会出现这些虚假的射线。如果将它们靠近，相邻元件之间会出现强烈的串扰，从而降低信号质量。
麻省理工学院的团队通过重复使用一组具有不同几何形状的三根天线来解决这个问题。设计上的差异阻止了光在相邻元件之间传输，但保持了相似的辐射特性。
在实验中，天线之间的相互影响成功地从大约 100% 降低到 1%。在此基础上，研究人员创建了一个波长半距的阵列，并演示了在 60 度范围内控制一个纯净光束——没有额外的衍射旁瓣。
“所展示的功能解决了集成光学相控阵的基本问题，”该论文的资深作者 Jelena Notaros 说道。
目前，这项开发仍是实验室原型，而非现成的汽车传感器。接下来的任务将是进一步扩展扫描角度，增加天线数量，扩大电子控制系统的规模，并与激光雷达的其他组件集成。
MIT solved a fundamental limitation of silicon photonics lidar: the grating lobe problem. Their antenna array design limits crosstalk, enabling a wide field of view without moving parts. Published in Nature Communications. Brings chip-scale lidar closer to autonomous vehicles.
如果这些阶段能够成功完成，固态传感器将变得更小、更便宜、更耐磨损。但它们要出现在量产的自动驾驶汽车中，还需要经过几个周期的开发、测试和认证。
