多波束光學相控陣是近年來OPA技術的重要發展方向。它能夠在同一芯片上實現多光束的同步成形，為高幀率探測、多目標追蹤以及多用戶并行通信提供了可能。浙江大學時堯成教授團隊提出一種新型架構，頭一回將多波束設計引入二維光學相控陣列，并賦予其全新的工作自由度。該團隊研究設計了一種低功耗的多波束OPA方案。多波束OPA的重要價值在于將光通信從“串行”推向“并行”——傳統單波束系統同一時刻只能服務一個用戶或掃描一個方向，而多波束系統可同時完成多項任務。在激光雷達中，多波束可同時探測多個方向，大幅提升點云刷新率；在光通信中，多波束可同時服務多個用戶，成倍提升系統容量；在感知通信一體化中，多波束可同時完成環境感知和數據傳輸。這一技術的成熟將使OPA從“單一功能器件”進化為“多功能光場處理器”。該技術賦能自動駕駛，提升了環境感知的可靠性。反射式光學相控陣驅動芯片

隨著5G/6G網絡對無線數據傳輸速率的需求式增長（6G目標峰值速率達1 Tbps），傳統的射頻和毫米波頻段已接近香農容量極限，而光頻段擁有幾乎無限的可用帶寬（數百THz），因此自由空間光通信（FSO）被視為超越5G的重要候選方案。光學相控陣在FSO系統中扮演著**角色，它一方面可實現發射光束的快速指向對準（無需粗笨的萬向節），另一方面可通過多波束成形同時服務多個用戶，且具備空分復用能力。南京大學團隊構建的硅光相控陣無線光傳輸系統具有代表性意義——他們利用OPA芯片作為發射前端，在室內5米距離上實現了12 Gbps的單波束傳輸速率，且在不同用戶間切換時間*為12.8微秒，遠低于機械轉向的數百毫秒。更令人振奮的是，OPA還支持“隱私通信”模式，即通過波束賦形將信號能量定向投射至特定接收機，而在其他方向的泄漏功率衰減超過20dB，有效防止**，這是射頻全向廣播無法比擬的安全優勢。光通信光學相控陣驅動芯片其工作帶寬受限于相位調制器的本征響應速度。

為應對5G向6G演進過程中對通信容量的迫切需求，研究者基于集成光學相控陣芯片研制了一套支持自由空間多波束相干光通信系統。該系統通過引入爬山算法自適應調控16個光學天線的出射光束初始相位，實現了靈活的波束賦形與高精度指向控制。實驗表明，該系統通過波長與電壓協同調諧，可獲得11.25°的垂直掃描范圍與60°的水平掃描范圍。為驗證多波束通信能力，實驗進一步結合波分復用（WDM）技術，選用四個不同波長作為單獨載波。每個空間信道加載16-QAM調制的20GBaud信號。這一系統支持多目標動態接入，可在寬視場內實現實時波束切換與多用戶并行通信，全程無需機械運動部件。光學相控陣波束形成已被明確列為支撐天地一體化通信網絡架構的三大核心技術之一。

二維光束掃描是實現三維環境感知的重要能力。然而，構建二維光學相控陣面臨巨大的工程挑戰——陣元數量呈平方增長，導致移相器驅動功耗、芯片面積和布線密度性增加。一種巧妙的折衷方案是“一維相控+波長調諧”，即利用相位控制完成橫向偏轉，同時利用光柵發射器的波長色散特性（衍射角隨波長變化）實現縱向偏轉。該方案只需一維相位陣列，配合可調諧激光器即可在二維平面內完成掃描。基于光子集成相控陣的多波束通信系統研究表明，通過波長與電壓協同調諧，可獲得11.25°的垂直掃描范圍與60°的水平掃描范圍。群發光芯的OPA技術方案同樣采用波長調諧路線，相較于傳統的電光調諧和熱光調諧技術，具有更高的集成度和穩定性、更廣的掃描角度和更低的損耗。這一技術路徑大幅降低了二維OPA的系統復雜度和制造成本，使全固態激光雷達的大規模部署成為可能。OPA可協同工作，構建大面積的分布式光束陣列。

OPA激光雷達的優勢包括：① 可靠性大幅提升——無摩擦損耗，理論壽命可達10萬小時以上，抗振動沖擊能力強；② 掃描速度極快——微秒級甚至納秒級波束切換，可實現逐點隨機掃描，有效規避運動模糊，提高點云刷新率；③ 可編程性強——根據路況動態調整掃描模式（如感興趣區域加密掃描、稀疏區域快速掠過），優化資源分配；④ 體積緊湊——整個光學引擎可集成在指甲蓋大小的芯片上，便于嵌入車身翼子板或前大燈內。目前全球已有數十家企業投入OPA激光雷達的研發，Quanergy公司率先推出S3系列產品，采用硅光OPA和FMCW測距技術，探測距離達200米，水平視場120°，垂直視場20°，分辨率0.1°。熱管理是確保OPA相位穩定性的關鍵挑戰之一。硅基光學相控陣小型化

OPA的掃描速率遠優于傳統機械伺服系統。反射式光學相控陣驅動芯片

微波光子相控陣（Microwave Photonic Phased Array）是光學相控陣技術在射頻領域的延伸應用，其**思想是利用光子學方法產生、處理和分配微波信號，從而實現寬帶、靈活、抗波束傾斜的相控陣雷達系統。傳統電子學相控陣采用移相器*改變載波相位，但對于寬帶信號（如高分辨率雷達的線性調頻脈沖），不同頻率分量經過移相器后會產生不同的時延差，導致波束隨頻率發散，即“波束傾斜”效應。光學真延時（Optical True Time Delay, OTTD）技術完美解決了這一問題——通過可調光延時線（如光纖延遲線、光開關延時網絡或環形諧振腔）直接控制每個陣元的信號傳播時延，使得所有頻率分量經歷相同的延遲，從而在整個瞬時帶寬內保持波束方向恒定。反射式光學相控陣驅動芯片

深圳力策科技有限公司，成立于2013年，由多位光電子、半導體、計算機科學等專業博士創辦，面向服務機器人、工業自動化、智能汽車等領域提供商業化的導航、避障型激光雷達產品。團隊以開發高性能激光雷達為目標，以實現激光雷達芯片技術為愿景，致力于推動新型激光雷達在不同行業的實用化。公司經營采用IDM模式，自建產線與實驗室推動激光雷達的規模量產與OPA芯片研發，目前在深圳與東莞松山湖均建立了研發基地與工廠。在OPA技術領域積累多年，已獲得多項前沿成果。

深圳力策科技有限公司由多位光電子、半導體、計算機科學等專業博士創辦，面向服務機器人、工業自動化、智能汽車等領域提供商業化的導航、避障型激光雷達產品。團隊以開發高性能激光雷達為目標，以實現激光雷達芯片技術為愿景，致力于推動新型激光雷達在不同行業的實用化。公司經營采用IDM模式，自建產線與實驗室推動激光雷達的規模量產與OPA芯片研發，目前在深圳與東莞松山湖均建立了研發基地與工廠。