本发明实施例提供了一种光学天线、芯片、相控阵激光雷达及探测方法，该光学天线包括：包括：SOI衬底，两组波导阵列，两组模斑变换器，硅平板，二维光栅阵列及保护层；在SOI衬底中包括两组波导阵列，两组模斑变换器及硅平板；在硅平板上形成二维光栅阵列，保护层位于两组波导阵列，两组模斑变换器及二维光栅阵列的上方；两组波导阵列分别与对应的模斑变换器光路连接，两组模斑变换器分别与二维光栅阵列光路连接；两组波导阵列之间相互正交，两组模斑变换器之间相互正交。在采用该光学天线作为发射天线时，增加了扫描范围。并且采用该光学天线作为接收天线时，大大提高了光信号的接收效果，进而提高了相控阵激光雷达的探测能力。