OPA光學相控陣技術是激光雷達行業毋庸置疑的前列技術。在全固態激光雷達的三大技術路線（OPA、Flash、MEMS）中，OPA被認為是技術難度比較高但前景更為廣闊的方案。其重要價值在于：徹底摒棄機械運動部件，從根本上解決了傳統機械式激光雷達“成本高、體積大、易損壞”的量產痛點。OPA芯片可更大面積運用于激光雷達、光通信、AR/VR、量子計算等諸多領域，其重要優勢在于高集成度、小型化、低功耗、無機械結構、高可靠性以及可批量CMOS制造能力。在智能網聯汽車產業快速發展的背景下，OPA全固態激光雷達有望成為L4/L5級自動駕駛的重要傳感器。隨著硅光工藝的日益成熟和III-V激光異質集成的突破，OPA芯片的成本將持續下降。業內普遍預測，全固態OPA激光雷達將在2028年前后實現前裝量產，成為推動自動駕駛技術大規模商業化落地的關鍵使能硬件。該技術有望成為未來激光雷達系統的標準配置。低成本光學相控陣通信

光纖光學相控陣（Fiber-Optical Phased Array, FOPA）是另一種重要的自由空間型方案，它通過將高功率光纖放大器輸出的多路子光束進行相位鎖定和相干合成，在遠場形成高亮度、可轉向的單一主瓣。與液晶方案不同，FOPA的每個陣元是一根**的光纖尾纖及其準直器，光纖內傳播的光信號經由電光或聲光調制器引入相位控制，再通過空間合束系統（如分光鏡、微透鏡陣列或衍射光柵）將所有子束投射至同一遠場區域。FOPA**突出的優勢在于其極高的功率處理能力——單根光纖放大器可輸出數十瓦至數百瓦功率，數百路合成后總功率可達萬瓦級，這在激光定向能武器和遠距離深空光通信中具有不可替代的價值。相控陣光學相控陣發展光學相控陣支持非機械式二維大角度光束偏轉。

盡管前景廣闊，OPA激光雷達的規模化應用仍面臨若干關鍵工程挑戰。首先是芯片制造良率問題——大規模波導陣列的相位一致性難以保證，需每片單獨校準。其次是激光光源的耦合效率問題，高功率激光注入芯片易引發非線性效應和熱應力。第三是環境適應性問題——在-40℃~85℃車規溫度范圍內，硅材料的熱光系數變化會導致相位漂移，必須集成片上溫度傳感器和自適應補償回路。第四是柵瓣抑制問題——由于光波的波長較短且受制造技術水平限制，光學相控陣在遠場會產生比較嚴重的柵瓣問題。研究者們正在通過多種方案加以解決，包括非等間距陣列布局、陣元方向圖編輯以及基于超表面的亞波長陣列等。中試線的建立正是為了解決這些工程化難題——通過工藝驗證和優化，將實驗室技術轉化為可批量生產的成熟產品。

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”。其無機械掃描的本質極大提升了系統的壽命與可靠性。

調頻連續波（FMCW）技術與光學相控陣（OPA）的結合，被公認為全固態光探測與測距（LiDAR）更有前景的技術路徑之一。傳統并行激光測距依賴數十甚至數百個單獨激光二極管陣列，極大地增加了成本和組裝難度。而微梳（Microcomb）只由單個激光器泵浦即可產生數十個單獨波長的通道，為并行感知提供了全新的光源方案。Nature Communications發表的一項突破性研究提出并實驗演示了硅基集成OPA與光學頻率微梳相結合的并行LiDAR系統。為實現符合瑞利判據的并行波長發射，研究團隊利用超越單模區的寬波導結合連續域束縛態（BIC）效應，獲得了超長光柵天線陣列。單孤子梳產生多個不同波長的通道，與高性能集成OPA相結合，成功演示了基于FMCW方法的相干三維成像。這一成果為開發全固態、超高幀率相干LiDAR系統鋪平了道路，有望將激光雷達的成像幀率從當前的數十幀/秒提升至數千幀/秒級別。相位差連續變化驅動著光束在空間中平滑掃描。光學相控陣研究進展

激光雷達結合OPA后，成像幀率得到質的飛躍。低成本光學相控陣通信

在傳統電子芯片制造領域，全球更先進的EUV（極紫外光）光刻機被海外企業壟斷。而光子芯片開辟了一條全新的技術賽道——光子芯片基于成熟130nm工藝即可實現算力躍升，制造過程不需要用到EUV光刻機。這為我國集成電路產業“換道超車”、避免被“卡脖子”提供了戰略機遇。OPA硅光芯片正是這一戰略方向的重要抓手之一。目前，我國在光子芯片領域已具備一定的產業基礎，具有較強的現實可行性。揚州群發光芯建成的全國首條OPA硅光芯片中試線，以及力策科技在OPA純固態激光雷達芯片上的技術突破，都標志著中國在OPA硅光芯片的產業化進程中正走在前列。中國科技產業化促進會理事長惠小兵評價說，群發光芯作為國內頭一個集研發設計、芯片生產、封裝測試和對外銷售于一體的科創企業，攻克多項核心技術。OPA硅光芯片有望成為中國在下一代光電子產業競爭中實現前沿的關鍵技術領域。低成本光學相控陣通信

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