近期，中心的王兴军教授、舒浩文研究员的团队在光学计算与传感融合领域取得重要进展，研究成果以“Ultralow-latency spectral-resolving for coherent ranging via an optical frequency-shifting loop computing system”为题，发表于《APL Photonics》期刊。该研究首次将光学频移环（FSL）驱动的光学傅里叶变换（OFT）系统与调频连续波（FMCW）激光雷达深度融合，实现了纳秒级延迟的光域实时频谱分析，为自动驾驶、空间探测等高实时性场景提供了新一代光电计算解决方案。

研究背景：FMCW激光雷达通过分析回波与本地激光的差频信号获取目标距离与速度，但其频谱解析依赖电子傅里叶变换，存在微秒级延迟、易受电磁干扰等局限。传统OFT能够利用光的高速、抗干扰特性，但传统方案需要较大色散量，引入较大的处理延时，并存在时间窗口与分辨率的相互制约。

技术突破：本研究利用光学移频环路构建OFT系统，利用FSL的频率搬移和时间延迟特性，将FMCW激光雷达的混频信号频谱信息直接映射为时域脉冲序列，从而实现目标距离和速度的实时解算。通过子系统间的参数匹配优化，确保光学处理过程与激光雷达扫频周期协同，降低了计算延迟，提升了抗干扰能力。该系统在40 GHz带宽下实现15 kHz频率分辨率（对应7 mm测距精度），处理延迟降至20 ns以下，较电学FFT提升20倍，实验上验证了静态、动态测距与三维成像光学解算功能。

应用前景：该技术为自动驾驶实时避障、空间在轨服务等高实时需求场景、以及存在电磁、辐射干扰的环境提供了低延迟、高可靠性的光学信号处理方案，有效推动了激光雷达数据处理技术在低延迟、抗干扰方面的发展。

原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0287712