

NuPhotonics公司推出的激光雷达光子芯片系列,代表了固态LiDAR光源与光束控制技术的前沿方向。该系列芯片以硅基光子集成(SiPh)平台为基础,将调制器、光放大器、光学相控阵(OPA)以及相干接收前端单片集成,从而在厘米级尺寸内实现传统机械式LiDAR需要数十个分立元件才能完成的功能。其核心突破在于采用调频连续波(FMCW)相干探测机制,不仅能够同时获取目标的距离与速度信息,还从根本上抑制了环境光干扰与多用户串扰,为高等级自动驾驶提供了更鲁棒的感知冗余。
从技术原理上看,该系列芯片通过片上光栅耦合器与低损耗波导网络,将外部激光源耦合至光子回路,并利用电光调制器产生线性调频光信号。发射端的光学相控阵通过独立控制每个天线单元的相位,实现非机械式的二维光束扫描,扫描角度可达±60°,角分辨率优于0.1°。接收端则采用平衡光电探测与相干解调,结合片上90°光混合器,实现I/Q信号的同步提取。这种架构使得芯片在保持高信噪比的同时,显著降低了对后端信号处理算力的依赖,整体功耗较同类分立方案下降约40%。
在性能特点方面,NuPhotonics激光雷达光子芯片展现出多项行业领先指标:测距精度达到厘米级,速度分辨率优于0.1 m/s,且支持超过200米的探测距离。芯片采用标准CMOS兼容工艺制造,具备良好的可扩展性与成本控制潜力。其工作波长位于1550 nm人眼安全波段,光功率预算充裕,适合长距离探测。此外,该系列芯片内置了温度监测与相位校准回路,可在-40°C至105°C的宽温范围内保持稳定的光学性能,满足车规级AEC-Q100 Grade 2要求。
选型时,工程师需重点关注几个维度:首先是通道数与扫描视场,不同型号提供从一维扫描到二维可寻址OPA的配置,需根据系统对水平与垂直视场的要求进行匹配;其次是调制带宽与线性度,这直接决定了距离分辨率与多目标分辨能力,NuPhotonics提供多种带宽选项以适配短距高精度与长距中精度场景;最后是接口与封装形式,该系列提供裸片、COB以及带光纤耦合的模块化封装,便于客户根据自身的光机结构进行集成。对于需要快速导入量产的项目,可通过NuPhotonics总代理获取完整的数据手册、评估套件与参考设计,从而缩短从原型到量产的周期。
典型应用场景覆盖了从车载自动驾驶到工业自动化的广泛领域。在自动驾驶与ADAS中,该芯片可作为前向主LiDAR或补盲LiDAR的核心光子引擎,提供高帧率、无盲区的三维点云;在机器人导航与AGV中,其固态特性与低功耗优势尤为突出,适合长时间连续运行;在工业测绘与无人机领域,FMCW体制带来的直接测速能力可有效补偿平台运动误差,提升点云配准精度。此外,该芯片还可用于空间态势感知与自由空间光通信中的光束捕获、跟踪与瞄准系统。
与同类产品相比,NuPhotonics激光雷达光子芯片的差异化优势在于全集成相干架构与成熟的硅光工艺平台。市面上多数OPA方案仍处于实验室阶段,而NuPhotonics已实现晶圆级量产与车规验证,具备稳定的供货能力。同时,其相干探测体制在抗干扰、动态范围与信息维度上优于传统的ToF方案,尤其适合复杂光照与多LiDAR共存环境。对于追求高性能、高可靠性与可量产性的LiDAR系统开发商而言,该系列芯片提供了一个兼顾技术前瞻性与工程落地性的光子集成解决方案。

