固态激光雷达,是指完全没有移动件的激光雷达。但近年来,一些带有微小移动部件的激光雷达也被统称为“固态激光雷达”,它们具备了固态激光雷达很多的性能特点,如分辨率高、有限水平FOV(前向而不是360°)等,但他们从严格意义上来说不能算纯固态激光雷达。代表为MEMS激光雷达。
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)指代的是将机械机构进行微型化、电子化的设计,将原本体积较大的机械结构通过微电子工艺集成在硅基芯片上,进行大规模生产。技术成熟,完全可以量产。主要是通过MEMS微镜来实现垂直方面的一维扫描,整机360度水平旋转来完成水平扫描,而其光源是采用光纤激光器,这主要是由于905纳米的管子重频做不高,重频一高平均功率就会太大,会影响激光管的寿命。
从严格意义上来说,MEMS并不算是纯固态激光雷达,这是因为在MEMS方案中并没有完全消除机械,而是将机械微型化了,扫描单元变成了MEMS微镜。
纯固态激光雷达主要有OPA方案激光雷达,Flash激光雷达。
OPA(optical phased array)方案主要是采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光相位时间差,合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制,主光束便可以实现对不同方向的扫描。雷达精度可以做到毫米级,且顺应了未来激光雷达固态化、小型化以及低成本化的趋势。其难点主要在于生产精度高,且需要提高单位时间内测量的点云数据量。不过,随着工业技术的进步,OPA方案的优势会越来越大。
Flash方案激光雷达的原理是快闪,它不像MEMS或OPA方案扫描物体,而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。