随着高级别自动驾驶的日益普及，确保行驶舒适安全的核心器件激光雷达在过去几年中取得了显著进步。高性能、小体积、低成本、低功耗、高安全的激光雷达是未来厂商竞相追逐的方向。
只有在宽视场和高成像分辨率下实时更新周围环境的三维信息，才能实现安全可靠的无人驾驶。为了实现这一目标，激光雷达的一个主要发展路线是并行化，通过同时进行多通道测量，仅需1D扫描即可实现3D成像，从而大幅提高捕获率和角度分辨率。此外，并行化还可以减轻对光束操纵机构的依赖。商用激光雷达目前可携带多达128个通道进行并行探测。然而，以前开发的并行激光雷达在信道拥塞方面都面临着严峻的挑战，光信道在时域或频域上的重叠致使很难区分有效回波信号和干扰。
北京大学研究团队研制出一种全新的硅基片上多通道混沌光源，提出了一种基于混沌光梳的并行激光雷达架构，攻克了激光雷达抗干扰和高精度并行探测这两个难题[1]。
研究团队通过集成微腔光梳的调制不稳定状态产生天然的多通道随机调制信号，其信号混沌带宽可超过7GHz，且光梳的调制不稳定态在18GHz的失谐范围内展现出了良好的鲁棒性，能够应对外部泵浦光源的频率抖动[2]。同时，材料的高非线性系数使产生的调制不稳定光梳的阈值功率相比其他材料平台低1—2个数量级，能够与片上DFB激光器共集成。在此基础上，研究团队搭建了并行激光雷达演示系统并对实物目标进行了高精度三维成像，验证了10通道规模的单像素成像，证明了各通道间良好的正交隔离性。此外，研究团队还对接收信号在不同信号干扰混叠下的抗噪功率抑制比进行了测试，实测可得在3dB阈值判据和12.5μm积分时间下,单路信号的功率动态范围接近60dB，对调频连续波信号的抗噪功率抑制比接近30dB，对自身随机调制信号的抗噪功率抑制比可达22dB，展现出了良好的有源抗干扰能力。
[1] Ruixuan Chen, Haowen Shu, Bitao Shen, et al. Breaking the temporal
and frequency congestion of LiDAR by parallel chaos[J]. Nature Photonics, 2023.
https://www.nature.com/articles/s41566-023-01158-4
[2] https://ele.pku.edu.cn/info/1012/2460.htm
