激光雷達(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一種主動遙感技術。它的工作原理類似于我們熟悉的雷達(Radar),但發射的不是無線電波,而是激光束。通過精確計算、快速掃描和數據處理,激光雷達可以實時構建出周圍環境的高精度三維地圖。
傳統的激光雷達主要分為掃描式和閃光式兩種,前者精度高但速度慢,后者速度快但精度有限,如何兼顧二者優勢,長期以來是研究難點。
研究團隊通過創新性設計“機械可調諧混合級聯超表面”(mechanically tunable hybrid cascaded metasurfaces),實現了激光雷達系統的雙模態動態切換。該系統可在高分辨率成像模式與遠距離探測模式之間自由轉換,克服了傳統單一模態激光雷達在復雜場景中適應性不足的局限。
雙模態激光雷達可根據實際需求靈活調整工作模式:高分辨率模式適用于近距離精細掃描(如自動駕駛車輛對行人、障礙物的精準識別);遠距離模式可實現百米級探測(如無人機高空避障、地形測繪)。
這項技術的意義在于,它成功融合了傳統掃描式和閃光式激光雷達的優勢,既保證高精度和遠距離探測能力,又有效提升了探測效率。未來,這種更高效、更靈活、更小巧的“雙模態”激光雷達有望在自動駕駛汽車、智能機器人、無人機等領域發揮重要作用。
相關研究成果A dual-mode LiDAR system enabled by mechanically tunable hybrid cascaded metasurfaces于近日發表于國際光學期刊《Light: Science & Applications》。
素材來源:中國科學報

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