向混沌的转变在非线性系统中是普遍存在的。基于连续波驱动光子芯片的克尔微谐振器表现出时空混沌，也称为混沌调制不稳定性。

十五年来，与相干光状态对应物(例如孤子状态)相比，这种调制不稳定状态一直被认为对于应用来说是不切实际的。后者一直是从远程光通信到光子计算等 众多备受瞩目的应用演示的核心。

现在，洛桑联邦理工学院 (EPFL) 托比亚斯·基彭伯格 (Tobias Kippenberg) 团队的研究人员找到了一种新方法，利用混沌频率梳的独特特性，利用混沌梳线固有的随机幅度和相位调制来实现明确且 抗干扰的大规模并行激光测距。

该研究引入了一种利用光学微谐振器中的非相干和混沌光态进行大规模并行激光测距的新范例。这种创新方法比传统方法具有显着优势，并为各个领域的应用开辟了新的可能性。

这种新颖的激光测距技术背后的概念基于随机调制连续波 (RMCW) 原理，其中载波的随机幅度和相位调制用于利用探测器处的幅度和频率互相关来询问目标。

与依赖外部调制的传统连续波 (CW) 系统不同，洛桑联邦理工学院开发的方法利用光学微谐振器中混沌梳状线固有的随机幅度和相位调制。该系统可以支持数百个多色独立光学载体，从而实现大规模并行激光测距和测速。

RMCW 技术变得越来越有吸引力，一些激光雷达公司在其商业产品中采用了这种方法。“在可预见的无人驾驶车辆时代，与其他 LiDAR 和环境光源相互干扰的免疫力使得 RMCW 的这一优势变得非常重要，”博士 Anton Lukashchuk 说道。基彭伯格实验室的学生和该研究的第一作者。

“此外，我们的方法不需要对激光器的频率噪声、调谐灵活性和线性度有严格的条件，也不需要波形启动例程。”

Kippenberg 实验室的博士后兼该论文的合著者 Johann Riemensberger 补充道：“令人惊讶的是，混沌调制不稳定状态下的操作伴随着梳状线的宽带信号调制，通常超过谐振带宽并导致厘米级的范围分辨率。此外，混沌微梳具有高能效、热稳定、操作简单的特点，并提供平顶光谱。 ”

该团队的突破为光学测距、扩频通信、光学密码学和随机数生成开辟了新的可能性。这项研究成果不仅增进了我们对光学系统混沌动力学的理解，而且为各个领域的高精度激光测距提供了实用的解决方案。

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