Abstract

We present, to the best of our knowledge, the first demonstration of coherent solid-state light detection and ranging (LIDAR) using optical phased arrays in a silicon photonics platform. An integrated transmitting and receiving frequency-modulated continuous-wave circuit was initially developed and tested to confirm on-chip ranging. Simultaneous distance and velocity measurements were performed using triangular frequency modulation. Transmitting and receiving optical phased arrays were added to the system for on-chip beam collimation, and solid-state beam steering and ranging measurements using this system are shown. A cascaded optical phase shifter architecture with multiple groups was used to simplify system control and allow for a compact packaged device. This system was fabricated within a 300 mm wafer CMOS-compatible platform and paves the way for disruptive low-cost and compact LIDAR on-chip technology.

© 2017 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Integrated phased array for wide-angle beam steering

Ami Yaacobi, Jie Sun, Michele Moresco, Gerald Leake, Douglas Coolbaugh, and Michael R. Watts
Opt. Lett. 39(15) 4575-4578 (2014)

Electronically controlled optical beam-steering by an active phased array of metallic nanoantennas

C. T. DeRose, R. D. Kekatpure, D. C. Trotter, A. Starbuck, J. R. Wendt, A. Yaacobi, M. R. Watts, U. Chettiar, N. Engheta, and P. S. Davids
Opt. Express 21(4) 5198-5208 (2013)

Large-scale silicon nitride nanophotonic phased arrays at infrared and visible wavelengths

Christopher V. Poulton, Matthew J. Byrd, Manan Raval, Zhan Su, Nanxi Li, Erman Timurdogan, Douglas Coolbaugh, Diedrik Vermeulen, and Michael R. Watts
Opt. Lett. 42(1) 21-24 (2017)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.
  2. J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
    [Crossref]
  3. Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
    [Crossref]
  4. J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
    [Crossref]
  5. M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).
  6. S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
    [Crossref]
  7. C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
    [Crossref]
  8. A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
    [Crossref]
  9. M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.
  10. K. Shang, C. Qin, Y. Zhang, G. Liu, X. Xiao, S. Feng, and S. B. Yoo, Opt. Express 25, 19655 (2017).
    [Crossref]
  11. A. Yaacobi, J. Sun, M. Moresco, G. Leake, D. Coolbaugh, and M. R. Watts, Opt. Lett. 39, 4575 (2014).
    [Crossref]
  12. J. Hulme, J. Doylend, M. Heck, J. Peters, M. Davenport, J. Bovington, L. Coldren, and J. Bowers, Opt. Express 23, 5861 (2015).
    [Crossref]
  13. H. Abediasl and H. Hashemi, Opt. Express 23, 6509 (2015).
    [Crossref]
  14. T. Komljenovic, R. Helkey, L. Coldren, and J. E. Bowers, Opt. Express 25, 2511 (2017).
    [Crossref]
  15. S. Chung, H. Abediasl, and H. Hashemi, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2017), pp. 262–263.
  16. C. V. Poulton, M. J. Byrd, M. Raval, Z. Su, N. Li, E. Timurdogan, D. Coolbaugh, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 21 (2017).
    [Crossref]
  17. F. Aflatouni, B. Abiri, A. Rekhi, and A. Hajimiri, Opt. Express 23, 21012 (2015).
    [Crossref]
  18. D. N. Hutchison, J. Sun, J. K. Doylend, R. Kumar, J. Heck, W. Kim, C. T. Phare, A. Feshali, and H. Rong, Optica 3, 887 (2016).
    [Crossref]
  19. D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
    [Crossref]
  20. A. G. Stove, IEE Proc. F Radar Signal Process. 139, 343 (1992).
    [Crossref]
  21. N. Satyan, A. Vasilyev, G. Rakuljic, V. Leyva, and A. Yariv, Opt. Express 17, 15991 (2009).
    [Crossref]
  22. B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
    [Crossref]
  23. M. J. Byrd, E. Timurdogan, Z. Su, C. V. Poulton, N. M. Fahrenkopf, G. Leake, D. D. Coolbaugh, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 851 (2017).
    [Crossref]

2017 (5)

2016 (2)

D. N. Hutchison, J. Sun, J. K. Doylend, R. Kumar, J. Heck, W. Kim, C. T. Phare, A. Feshali, and H. Rong, Optica 3, 887 (2016).
[Crossref]

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

2015 (4)

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

F. Aflatouni, B. Abiri, A. Rekhi, and A. Hajimiri, Opt. Express 23, 21012 (2015).
[Crossref]

J. Hulme, J. Doylend, M. Heck, J. Peters, M. Davenport, J. Bovington, L. Coldren, and J. Bowers, Opt. Express 23, 5861 (2015).
[Crossref]

H. Abediasl and H. Hashemi, Opt. Express 23, 6509 (2015).
[Crossref]

2014 (3)

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

A. Yaacobi, J. Sun, M. Moresco, G. Leake, D. Coolbaugh, and M. R. Watts, Opt. Lett. 39, 4575 (2014).
[Crossref]

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

2011 (1)

Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
[Crossref]

2009 (1)

2008 (1)

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

2006 (1)

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

2002 (1)

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

1992 (1)

A. G. Stove, IEE Proc. F Radar Signal Process. 139, 343 (1992).
[Crossref]

Abediasl, H.

H. Abediasl and H. Hashemi, Opt. Express 23, 6509 (2015).
[Crossref]

S. Chung, H. Abediasl, and H. Hashemi, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2017), pp. 262–263.

Abiri, B.

Aflatouni, F.

Albota, M. A.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Alloatti, L.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Amzajerdian, F.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Anderson, M.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Asanovic, K.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Askeland, J.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Atabaki, A. H.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Aull, B. F.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Avizienis, R. R.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Barnes, B.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Becker, J.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Behroozpour, B.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Boser, B. E.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Bovington, J.

Bowers, J.

Bowers, J. E.

T. Komljenovic, R. Helkey, L. Coldren, and J. E. Bowers, Opt. Express 25, 2511 (2017).
[Crossref]

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Byrd, M. J.

Chang, Y.-C.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Chen, Y.-H.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Chung, S.

S. Chung, H. Abediasl, and H. Hashemi, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2017), pp. 262–263.

Coldren, L.

Cook, H. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Coolbaugh, D.

Coolbaugh, D. D.

Crewell, S.

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

Davenport, M.

Davis, S. R.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Dolson, J.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Doylend, J.

Doylend, J. K.

Fahrenkopf, N. M.

Fastenau, J. M.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Feng, S.

Feshali, A.

Fouche, D. G.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Gamble, J. D.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Gann, D.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Georgas, M. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Gossard, A. C.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Hajimiri, A.

Hashemi, H.

H. Abediasl and H. Hashemi, Opt. Express 23, 6509 (2015).
[Crossref]

S. Chung, H. Abediasl, and H. Hashemi, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2017), pp. 262–263.

Hebert, M.

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

Heck, J.

Heck, M.

Heinrichs, R. M.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Held, D.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Helkey, R.

Hirsikko, A.

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

Huber, D.

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

Hulme, J.

Hutchison, D. N.

Hyyppa, J.

Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
[Crossref]

Jaakkola, A.

Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
[Crossref]

Kammel, S.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Kim, W.

Kocher, D. G.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Kolter, J. Z.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Komljenovic, T.

Kumar, R.

D. N. Hutchison, J. Sun, J. K. Doylend, R. Kumar, J. Heck, W. Kim, C. T. Phare, A. Feshali, and H. Rong, Optica 3, 887 (2016).
[Crossref]

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Lalonde, J.

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

Langer, D.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Leake, G.

Lee, Y.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Leu, J. C.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Levinson, J.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Leyva, V.

Li, N.

Lin, S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Lin, Y.

Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
[Crossref]

Lipson, M.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Liu, A. W.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Liu, A. Y.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Liu, G.

Lockard, G.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Löhnert, U.

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

Lubyshev, D.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Luey, B.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Marino, R. M.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Matsui, Y.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Mohanty, A.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Mooney, J. G.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Moresco, M.

Moss, B. R.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Newbury, N. R.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Norman, J.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

O’Brien, M. E.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Orcutt, J. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Ou, A. J.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Pavanello, F.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Peters, J.

Petway, L.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Phare, C.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Phare, C. T.

Pierrottet, D.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Pink, O.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Player, B. E.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Popovic, M. A.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Poulton, C. V.

Pratt, V.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Qin, C.

Quack, N.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Rakuljic, G.

Ram, R. J.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Raval, M.

Rekhi, A.

Roberts, S. P.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Rommel, S. D.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Rong, H.

Rubio, M.

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Sandborn, P. A.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Satyan, N.

Schween, J.

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

Seok, T.-J.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Shainline, J. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Shang, K.

Snyder, A.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Sokolsky, M.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Stanek, G.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Stavens, D.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Stojanovic, V. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Stove, A. G.

A. G. Stove, IEE Proc. F Radar Signal Process. 139, 343 (1992).
[Crossref]

Su, Z.

Sun, C.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Sun, J.

Teichman, A.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Thrun, S.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Timurdogan, E.

Vandapel, N.

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

Vasilyev, A.

Vermeulen, D.

Wade, M. T.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Waterman, A. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Watts, M. R.

Werling, M.

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

Willard, B. C.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Wu, M. C.

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

Xiao, X.

Yaacobi, A.

Yariv, A.

Yoo, S. B.

Zadka, M.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

Zayhowski, J. J.

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

Zhang, C.

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Zhang, Y.

Ziemkiewicz, M.

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (1)

A. Y. Liu, C. Zhang, J. Norman, A. Snyder, D. Lubyshev, J. M. Fastenau, A. W. Liu, A. C. Gossard, and J. E. Bowers, Appl. Phys. Lett. 104, 041104 (2014).
[Crossref]

Atmos. Meas. Tech. (1)

J. Schween, A. Hirsikko, U. Löhnert, and S. Crewell, Atmos. Meas. Tech. 7, 3685 (2014).
[Crossref]

IEE Proc. F Radar Signal Process. (1)

A. G. Stove, IEE Proc. F Radar Signal Process. 139, 343 (1992).
[Crossref]

IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. (1)

Y. Lin, J. Hyyppa, and A. Jaakkola, IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 8, 426 (2011).
[Crossref]

IEEE J. Solid-State Circuits (1)

B. Behroozpour, P. A. Sandborn, N. Quack, T.-J. Seok, Y. Matsui, M. C. Wu, and B. E. Boser, IEEE J. Solid-State Circuits 52, 161 (2017).
[Crossref]

J. Field Robot. (1)

J. Lalonde, N. Vandapel, D. Huber, and M. Hebert, J. Field Robot. 23, 839 (2006).
[Crossref]

Lincoln Lab. J. (1)

M. A. Albota, B. F. Aull, D. G. Fouche, R. M. Heinrichs, D. G. Kocher, R. M. Marino, J. G. Mooney, N. R. Newbury, M. E. O’Brien, B. E. Player, B. C. Willard, and J. J. Zayhowski, Lincoln Lab. J. 13, 351 (2002).

MRS Proc. (1)

D. Pierrottet, F. Amzajerdian, L. Petway, B. Barnes, G. Lockard, and M. Rubio, MRS Proc. 1076, 1076 (2008).
[Crossref]

Nature (1)

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanovic, R. J. Ram, M. A. Popovic, and V. M. Stojanovic, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Opt. Express (6)

Opt. Lett. (3)

Optica (1)

Proc. SPIE (1)

S. R. Davis, S. D. Rommel, D. Gann, B. Luey, J. D. Gamble, M. Ziemkiewicz, and M. Anderson, Proc. SPIE 9832, 98320K (2016).
[Crossref]

Other (3)

J. Levinson, J. Askeland, J. Becker, J. Dolson, D. Held, S. Kammel, J. Z. Kolter, D. Langer, O. Pink, V. Pratt, M. Sokolsky, G. Stanek, D. Stavens, A. Teichman, M. Werling, and S. Thrun, Intelligent Vehicles Symposium (IV) (IEEE, 2011) pp. 163–168.

M. Zadka, Y.-C. Chang, A. Mohanty, C. Phare, S. P. Roberts, and M. Lipson, Conference on Lasers and Electro-Optics (Optical Society of America, 2017), paper STh1M.6.

S. Chung, H. Abediasl, and H. Hashemi, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2017), pp. 262–263.

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1.
Fig. 1. (a) Concept of FMCW LIDAR with triangular modulation. (b) Silicon photonic LIDAR circuit with collimating lens. (c) Measured beat frequency at various stationary target distances at 10 mm intervals. (d) Velocity measurements on a moving target at different distances.
Fig. 2.
Fig. 2. (a) 3D rendering of the optical phased array with (b)–(d) SEM images. (e) Main beam and grating lobe output of the array seen with an IR card. (f) Intensity cross sections of the far-field spot. (g) Far field of the array at different thermal and wavelength tuning values.
Fig. 3.
Fig. 3. (a) Schematic of the solid-state LIDAR system with transmitting and receiving optical phased arrays. (b) Chiplet containing LIDAR system on top of a dime. (c) Optical micrograph of the device. (d) Packaged system with epoxied fiber.
Fig. 4.
Fig. 4. (a) Image of targets in the laboratory placed at different angles from the chip. (b) Ranging results of each target. (c) Raw photodetector data for each target.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

P RX = P In η TX ρ A RX 4 π R 2 η RX ,

Metrics