近日，我国科学家成功研发出一种全新的“双模态”激光雷达系统，将进一步提升自动驾驶汽车、机器人、无人机等设备的三维感知能力。这项成果由华中科技大学智能微系统团队联合清华大学、北京信息科技大学共同完成。相关成果发表于国际光学期刊Light: Science & Applications。
研究相关图片。华中科技大学供图
激光雷达作为各种新型智能无人设备的“眼睛”，其性能至关重要。传统的激光雷达主要分为扫描式和闪光式两种，前者精度高但速度慢，后者速度快但精度有限，如何兼顾二者优势，长期以来是研究难点。为了克服这一难题，华中科技大学等团队提出了“双模态”激光雷达方案。
该方案的核心在于一种名为“混合级联平动超表面”的器件，由两层经过特殊设计的纳米镜片组成。通过改变入射激光的偏振态，系统可以在高精度扫描模式和闪光模式之间自由切换。在扫描模式下，系统能够精确捕捉远处目标的细节；而在闪光模式下，则能一次性均匀照亮整个视野，瞬间完成三维成像。
这种硬件方案使得该系统能够根据实际需求自动切换工作模式。它可以先用闪光模式快速获取环境信息，然后自动判断哪些区域需要精细扫描，并切换到扫描模式进行重点探测。
两层超表面的微小相对平移可由基于各种致动原理的微型执行器件来完成，使得整个光束调控器件轻巧灵活，易于集成。研究团队已经成功构建了基于此器件的双模态激光雷达系统原型。
这项技术的意义在于，它成功融合了传统扫描式和闪光式激光雷达的优势，既保证高精度和远距离探测能力，又有效提升了探测效率。未来，这种更高效、更灵活、更小巧的“双模态”激光雷达有望在自动驾驶汽车、智能机器人、无人机等领域发挥重要作用，让机器“看”世界的能力进一步提升。
相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41377-025-01999-4
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