我國科研人員發明新型“雙模態”激光雷達

科技日報記者 吳純新 通訊員 高翔

9月14日，記者從華中科技大學獲悉，我國科學家近日成功研發出一種全新的“雙模態”激光雷達系統，進一步提升自動駕駛汽車、機器人、無人機等設備的三維感知能力。這項成果由該校智能微系統團隊聯合清華大學、北京信息科技大學共同完成，並在《光：科學與應用》雜誌發表。

激光雷達作為各種新型智能無人設備的“眼睛”，其性能至關重要。傳統激光雷達主要分為掃描式和閃光式兩種，前者精度高但速度慢，後者速度快但精度有限，如何兼顧二者優勢，是長期以來的研究難點。為克服這一難題，華中科技大學等團隊提出“雙模態”激光雷達方案。

該方案核心在於一種名為“混合級聯平動超表面”的器件，由兩層經過特殊設計的納米鏡片組成。通過改變入射激光的偏振態，系統可以在高精度掃描模式和閃光模式之間自由切換。在掃描模式下，系統能精確捕捉遠處目標的細節；在閃光模式下，則能一次性均勻照亮整個視野，瞬間完成三維成像。

這種硬件方案使得該系統能夠根據實際需求自動切換工作模式。它可以先用閃光模式快速獲取環境信息，然後自動判斷哪些區域需要精細掃描，並切換到掃描模式進行重點探測。

兩層超表面的微小相對平移可由基於各種致動原理的微型執行器件來完成，使得整個光束調控器件輕巧靈活，易於集成。研究團隊已經成功構建基於此器件的雙模態激光雷達系統原型。

據介紹，這項技術的意義在於，它成功融合傳統掃描式和閃光式激光雷達的優勢，既保證高精度和遠距離探測能力，又有效提升探測效率。未來，這種更高效、更靈活、更小巧的“雙模態”激光雷達有望在自動駕駛汽車、智能機器人、無人機等領域發揮重要作用，讓機器“看”世界能力進一步提升。