激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到的三维立体图像。

激光雷达

通常激光雷达可以分为两大类：机械式激光雷达和固态激光雷达。机械式激光雷达采用机械旋转部件作为光束扫描的实现方式，可以实现大角度扫描，但是装配困难、扫描频率低。固态激光雷达，目前的实现方式有微机电系统（micro-electro-mechanical system，MEMS）、面阵闪光（Flash）技术和光学相控阵（optical phased array，OPA）技术。MEMS采用微扫描振镜，达到了一定的集成度，但是受限于振镜的偏转范围；Flash技术已有商用，但是视场角受限，扫描速率较低；OPA扫描技术是基于微波相控阵扫描理论和技术发展起来的新型光束指向控制技术，具有无惯性器件、稳定、方向可任意控制等优点，成为近年来研究的热点，液晶、集成波导光学相控阵等固态技术方法层出不穷。激光雷达在无人驾驶、机器人等人工智能领域也将向着小型化的趋势发展。

液晶（LC）相控阵

McManamon等人研制出液晶材料的光学相控阵结构，液晶在全固态的激光雷达领域的应用得到了可行性的初步验证。如图13所示，通过外加电压改变液晶的取向，实现不同阵元的相位调节，可以获得远场光束的偏转效果。液晶的光学相控阵有驱动电压较小、易于大面积阵列集成的优点，目前较大规模商用的空间光调制器（spatial light modulator，SLM）得到了产业界的检验，有望应用在激光雷达领域。目前，液晶光学相控阵的大扫描角度大约±10°，扫描速度在毫秒量级。研究者主要围绕如何增大响应速度、增加扫描精度等问题开展研究。D***id Engstr?m等人为了弥补液晶光学相控阵的响应时间的不足，使用铁电液晶材料的空间光调制器，增大了液晶的响应速度，响应时间可达到200μs，控制电压范围±3.4V，光束偏转角达到±9°。