Lidar has attracted much attention for the purpose of three-dimensional image sensors in various fields such as autonomous vehicles and drones. Optical phased arrays based on silicon photonics can be beam-steered without mechanical devices and are being actively researched as next-generation lidar devices. This thesis deals with ranging using optical phased array, which is lacking in previous studies. The principle of implementing quasi-frequency modulated continuous light sources using an external light modulator is summarized and the composition is designed through simulation and experiment. For ranging, optical phased arrays are designed, fabricated and measured in a direction that reduces beam size to within 1 degree horizontally and vertically. The scheme is designed and measured to receive the beam transmitted to the free space through the optical phased array. In the optical phased array, a distance measurement scheme through quasi-frequency modulation was proposed and measured at a distance of 1.6 m at an angle of 10 degrees.
라이다는 자율주행 자동차, 드론 등 다양한 분야에서 3차원 영상 센서 목적으로 많은 주목을 받고 있다. 실리콘 포토닉스에 기반한 광 위상배열은 기계적인 장치없이 빔 스티어링이 가능해 차세대 라이다 소자로서 활발히 연구되고 있다. 본 학위논문에서는 기존의 연구에서 미흡했던 광 위상배열을 이용한 거리 측정에 대해 다루고자 한다. 외부 광 변조기를 이용해 준 주파수 변조 연속 광원을 구현하는 원리를 정리하고 시뮬레이션과 실험을 통해 구도를 설계한다. 거리 측정을 위해 광 위상배열은 빔 크기를 수평, 수직 1 도 이내로 줄이는 방향으로 설계하고 제작하여 측정한다. 광 위상배열을 통해 자유 공간으로 전송된 빔을 수신하는 구도를 설계하고 측정한다. 광 위상배열에서 준 주파수 변조를 통한 거리 측정 방식을 제안하여 10 도의 각도에서 1.6 m 의 거리를 측정하였다.
