受激光雷达感知物体方式的限制，无人驾驶汽车很难识别突然出现的幼儿和棕色袋子之间的区别。自动驾驶汽车行业正在探索调频连续波（FMCW）激光雷达技术以解决这一问题。美国普渡大学的OxideMEMS实验室和瑞士洛桑联邦理工学院的光子学和量子测量实验室（EPFL）的科研人员合作创建了一种方法，通过FWCW激光雷达的机械控制和硅芯片上的光调制来实现对附近快速移动物体的高分辨率探测。
　　FMCW激光雷达通过自动驾驶汽车顶部的扫描激光来探测物体。单个激光束通过孤子微光梳分裂成一组其他波长的光束，对周围区域进行扫描，反射回来的光通过光隔离器或环行器到达探测器阵列。普渡和EPFL研究人员开发的产品可使用声波来加快这些微光组件的调谐速度，从而可以对附近的物体进行更高分辨率的FMCW激光雷达探测。
　　普渡大学的科研人员将氮化铝制成的微机电系统（MEMS）换能器与EPFL 开发的氮化硅光子晶片集成在一起，该相控MEMS换能器阵列可将类似于开瓶器的应力波发射到硅芯片中，以兆赫兹至千兆赫兹的频率对光进行搅动调制，使其只能沿一个方向传播。科研人员演示了利用该技术以兆赫兹频率摇动芯片，验证了亚微秒级的压控孤子的启动、调谐和稳定化，执行器使用的功率只有300纳瓦，并具有双向调谐、高线性度和低滞后性的特点。
　　研究人员称该研究将集成光子学、MEMS工程学和非线性光学技术融合在一起，代表了新兴的基于芯片的微光梳技术的新的里程碑。这种光调制技术不仅将力学与光学技术整合在一起，而且将涉及的制造过程整合在一起，从而使该技术在商业上更具可行性。MEMS换能器仅需最少的处理即可简单地制造在氮化硅光子晶片的顶部。
　　该研究得到了美国DARPA和美国国家科学基金会的资助，相关论文《Monolithic piezoelectric control of soliton microcombs》已在《Nature》期刊上发表。 （理群）