我國科研團隊在激光雷達領域取得重大突破,成功研制出全球首款“雙模態”激光雷達系統。該系統由華中科技大學智能微系統團隊牽頭,聯合清華大學、北京信息科技大學共同攻關,相關研究成果已發表于國際權威光學期刊《Light: Science & Applications》。
傳統激光雷達技術長期面臨“精度與速度不可兼得”的困境。掃描式雷達雖能實現毫米級精度,但掃描速度較慢;閃光式雷達雖可快速成像,卻存在精度不足的缺陷。研究團隊創新性地提出“雙模態”工作原理,通過研發新型光學器件實現了兩種模式的智能切換。
核心突破在于團隊設計的“混合級聯平動超表面”器件。該器件由雙層納米級光學鏡片構成,通過調節入射激光的偏振特性,可使系統在掃描模式與閃光模式間自由轉換。掃描模式下,系統可精準捕捉500米外目標的細節特征;閃光模式下,則能實現120度視場角的即時三維成像。
這種智能切換機制賦予設備環境自適應能力。在自動駕駛場景中,系統可先用閃光模式快速構建周邊環境模型,識別出需要重點監測的區域后,自動切換至掃描模式進行精細化探測。實驗數據顯示,該系統較傳統設備探測效率提升3倍以上,同時保持0.1度的角度分辨率。
研發團隊采用微型致動器實現兩層超表面的精密平移,使整個光學調控模塊重量不足50克,體積僅為傳統方案的1/10。基于該技術,團隊已成功搭建出可實際運行的“雙模態”激光雷達原型系統。
科研人員介紹,該技術突破了傳統激光雷達的性能瓶頸,在保持高精度遠距離探測能力的同時,顯著提升了環境感知效率。這項成果將為自動駕駛汽車、服務機器人、航空測繪等領域提供更強大的空間感知解決方案,推動智能設備向更高水平的自主化發展。