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MIT研发无机械零件「光达晶片」:大幅降低杂讯、拓宽自驾车感测视野

2026-7-27 寰宇科学

麻省理工学院(MIT)研究团队近期成功开发出一款新型光达(LiDAR)晶片。该晶片采用创新的天线设计 ,在完全不依赖任何机械移动零件的前提下,使「晶片式光达」能同时具备更宽广的扫描视野与极低的讯号干扰。研究团队指出,这项技术突破有望催生出体积更微型、耐用度更高的光达系统,未来将可广泛应用于自驾车导航、航空测绘与建筑工地监测等多元场景。

光达技术主要透过发射红外线脉冲来测量距离,并建构周遭环境的高解析度3D地图,是自动驾驶车辆精准辨识障碍物不可或缺的感测核心。然而,传统的光达设备往往体积庞大、造价高昂,且许多系统严重仰赖容易随时间磨损的机械旋转结构。对此,MIT团队提出的解决方案是以「矽光子晶片」为技术核心,改用电子方式来控制光束的发射方向,成功朝向更紧凑、全固态化的设计 迈进。


开发过程中,研究团队面临的关键技术瓶颈是晶片式光达常见的「视野范围受限」问题。一般而言,若要扩大扫描角度,就必须将天线排列得更密集,但这极易导致邻近天线间产生严重的「串扰」(Crosstalk),进而增加杂讯并降低量测精度; 反之,若拉大天线间距,又会产生多重「假光束」(栅瓣)来干扰感测结果。为了解决这项两难的取舍,MIT团队创新设计出一组几何形 状不同的整合式天线;这种设计让天线即使紧密相邻排列,也不会彼此产生强烈的讯号耦合。


实验结果显示,这套新设计将原本高达约100%的耦合干扰大幅压低至仅约1%。在此同时,系统仍能发射出单一、清晰且精准的主光束,并在广角范围内进行稳定扫描,完全免除了假光束的干扰。研究团队强调,这项丰硕成果解决了「整合式光学相控阵列(OPA)」技术长期面临的核心难题,更为晶片级固态光束控制技术的发展迈出了关键一大步。相关研究已发表于《NatureCommunications》。