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光电显示相关技术文章美国开发硅基蛇形光学相控阵(SOPA)芯片，应用自动驾驶
集成光子电路中实现的光学相控阵（OPA）可以用于各种3D成像和传感、照明、测距以及新兴激光雷达（LiDAR）技术中。但是，当前的集成式OPA方法受控制复杂性、功耗高或光学效率低等因素限制，无法支持中远距离激光雷达所需的大孔径。
据麦姆斯咨询报道，近期，科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）的研究人员开发出硅基蛇形光学相控阵（SOPA）芯片。SOPA概念的关键是使用一维光栅耦合器和另一条呈蛇形来回折叠的延迟线。这样可以控制整个OPA单个可调谐激光器的频率，完全不需要移相器。SOPA基于一系列低损耗光栅波导，并支持无源、2D波长的光束操纵，通过改变波长来控制光束。可以同时控制多个相控阵以创建更大孔径、更高分辨率的图像。尺寸紧凑、受波长控制的多个瓦片（英文：tile，放大后看像屋顶瓦片，因此这里意译为“瓦片”）可以有效地封装成阵列形式，无需主动控制，节省空间的设计可扩大SOPA的孔径。
硅基SOPA瓦片阵列芯片。8 x 4阵列中的32片瓦片设计略有不同，图中显示了两片匹配的瓦片以“点亮”该视角。叠加的光束来自两片匹配瓦片，远场干涉光束团展示了瓦片对波束的形成。
研究人员称SOPA可以提高激光雷达系统的分辨率和扫描速度，减小体积，并可扩展到自动驾驶汽车、智能手机等多种应用。
“我们已经找到了如何将二维‘彩虹’集成到一颗小芯片的方法。”论文作者之一Kelvin Wagner教授说。
对单个SOPA瓦片的研究分析
操纵2D波长的单个SOPA瓦片示意图。（a）单个SOPA瓦片拓扑示意图;M行光栅波导阵列（红色）呈蛇形排布，与反激（蓝色）串行连接。每行有N个光栅周期。（b）对光束的粗略（慢）操纵。（c）对光束的精细（快）操纵。（d）沿θx的粗略操纵，每个光栅波导将光衍射到与波长相关的齿到齿相位延迟决定的角。（e）沿θy方向的精细微调，光栅阵列将光衍射到与波长相关的行到行相位延迟决定的角度。
