光學(xué)相控陣的工作原理與上面的比喻類似，它的每一個單元都可以對所通過的光（人）的速度進(jìn)行控制。當(dāng)一束光被分成許多個小單元（人），每小單元的光束（人）都通過一個光學(xué)相控陣單元，并被相控陣單元對其速度進(jìn)行嚴(yán)格控制。當(dāng)每個小單元的光束以同樣的時間通過光學(xué)相控陣后，其速度恢復(fù)到進(jìn)入光學(xué)相控陣前的速度，但由于每個小單元的光束所走過的光程（路程）不一樣，通過光學(xué)相控陣后合成的波陣面（上面比喻中的陣列面）將發(fā)生明顯變化，從而使得光束的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是光學(xué)相控陣的基本工作原理。

上面舉的是一維掃描的例子，如果我們把光學(xué)相控陣做成向二維陣列（比如下面介紹的Quanergy的方案），我們就可以實現(xiàn)二維的掃描。光學(xué)相控陣一般都是通過電信號對其相位進(jìn)行嚴(yán)格的控制實現(xiàn)光束指向掃描，因此也可以稱為電子掃描技術(shù)。

在2016年美國CES展上，Quanergy展出的“固態(tài)”SolidState激光雷達(dá)，是光學(xué)相控陣激光雷達(dá)，其滿足了激光雷達(dá)小型化的大趨勢，整個尺寸只有90mm x60mm x60mm。用到的核心的技術(shù)有光學(xué)相控陣列Optical Phased Array、光學(xué)集成電路Photonic IC、遠(yuǎn)場輻射方向圖Far FieldRadiation Pattern。這款產(chǎn)品完全沒有機械固件，可以稱得上的純固態(tài)激光雷達(dá)了。下圖是Quanergy公開的Solid State LiDAR S3光學(xué)相控陣掃描雷達(dá)工作原理示意圖。可以看出S3采用的是光學(xué)相控陣技術(shù)實現(xiàn)激光掃描，其原理與相控陣?yán)走_(dá)一樣，通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差來改變激光的出射角度。

考慮到Quanergy公司的CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人Louay Eldada的技術(shù)背景和Quanergy對外發(fā)布的S3工作原理，如上圖所示，Quanergy應(yīng)該是采用了光通信中成熟的平面光波導(dǎo)技術(shù)制作光學(xué)相控陣掃描器件。為了獲得良好的相干合成效果，要求波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸非常微小，僅有幾百納米量級，可以承受通過的激光功率有限。這與水管越小，可容納的水流量越小一個道理。如果采用脈沖測距體制，將導(dǎo)致信噪比不足，探測距離有限，必須采用其他手段來彌補，譬如多脈沖、脈沖編碼或連續(xù)波調(diào)制等來提高信噪比。

另外，我們常說激光雷達(dá)的抗干擾能力強，那是因為傳統(tǒng)機械掃描的激光雷達(dá)接收視場特別小，外界的直接照射干擾信號很難對準(zhǔn)并進(jìn)入激光雷達(dá)的接收視場。而且，激光雷達(dá)能接收到的背景光噪聲功率是與接收視場成正比的，視場越大，背景光噪聲功率越高。Quanergy的光學(xué)相控陣掃描僅能對發(fā)射激光束指向進(jìn)行控制，不能實現(xiàn)接收光路進(jìn)行同步掃描，這就要求S3激光雷達(dá)必須采用一個大視場的接收光學(xué)系統(tǒng)來接收激光的回波信號。如果掃描角度范圍為±60°，那么接收視場的角度也必須達(dá)到±60°，這會造成信噪比的下降，而且容易受到其他同類系統(tǒng)發(fā)射的激光信號和太陽直射的干擾。

綜合來說，與傳統(tǒng)機械掃描技術(shù)相比，光學(xué)相控陣掃描技術(shù)有三大優(yōu)勢：

掃描速度快：光學(xué)相控陣的掃描速度取決于所用材料的電子學(xué)特性和器件的結(jié)構(gòu)，一般都可以達(dá)到MHz量級以上。