四維頻率調變連續波光達系統的開發-即時四維頻率調變連續波光達系統的開發

光達(Lidar)技術的發展在近年中由於自駕車和智慧型無人載具等相關應用的興起變得非常蓬勃。目前世界上的主流車廠、科技大廠、和無數的新創公司, 無不全力以赴的將Lidar實用化和商品化。到目前為止，現在大部分已經商品化的光達解決方案是使用905 nm波段的光脈衝和累增崩潰光二極體、並加上時域飛行的技術來實現。然而此種技術在許多用戶使用同時啟動光達時仍有eye-safe和互相干擾的問題。除此之外，此技術若要偵測物體的移動速度也需要較複雜的信號處理和運算。相較之下，使用頻率調變連續波光達技術(FMCW Lidar)不僅可以去除背景干擾，有較高空間解析度，也可以從中頻頻率的變化使用類比電路的技術直接知道物體速度。在此計畫中，我們將使用FMCW雷達中先進的類比信號處理技術將FMCW 光達接收端的相位雜音大幅降低。除此之外，我們也會利用自行開發具有高增益和高輸出功率的新穎累增崩潰光二極體和單模雷射光源技術來大幅增加光達接收端的訊雜比。在大幅改善光達中的強度和相位雜音後，我們便可更精準的分析光達接收端中中頻信號的相位資訊，如此便使得此種新型光達能夠有機會遠距離偵測到並得到物體的瞬時速度和微小移動。和FMCW雷達技術相比，使用光達不僅系統體積較小更可以形成高品質影像也能夠對多目標同時和即時分析、成像，這些在FMCW雷達中是難以實現的。此技術的成功將可突破目前所有發表的光達技術的限制，並實現真正的即時4維光達影像(空間+瞬時變化)。