更快并不總是更好，尤其是在采用先進(jìn)技術(shù)的激光雷達(dá)傳感器方面。隨著激光雷達(dá)傳感器在自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人和無人機(jī)、安全系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，研究人員正在努力尋找一種緊湊且易于使用的固態(tài)激光雷達(dá)傳感器。
可用于非機(jī)械光束控制和掃描的小型硅光子芯片。圖片來源：橫濱國立大學(xué)
日本橫濱國立大學(xué)的一個(gè)研究小組認(rèn)為，他們已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可以利用慢速光來獲得這種激光雷達(dá)傳感器，慢速光是指速度通常高于其他變量的一種意想不到的移動(dòng)。研究人員將于1月20日在光學(xué)學(xué)會(huì)出版的一本雜志Optica上發(fā)表他們的研究結(jié)果。
光檢測(cè)和測(cè)距（也稱為激光雷達(dá)）傳感器可以使用激光來繪制遠(yuǎn)處物體之間的距離以及更多距離。在現(xiàn)代的激光雷達(dá)傳感器中，許多系統(tǒng)由一個(gè)激光源、一個(gè)將光轉(zhuǎn)換成電流的光電探測(cè)器和一個(gè)將光引導(dǎo)到適當(dāng)位置的光束控制裝置組成。
橫濱國立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的論文作者兼教授Toshihiko Baba說：“當(dāng)前現(xiàn)有的光束引導(dǎo)裝置都使用某種機(jī)械，例如旋轉(zhuǎn)鏡。這使設(shè)備變得又大又笨，總速度受限，成本也很高。所有這些因素都導(dǎo)致應(yīng)用結(jié)果變得不穩(wěn)定，尤其是在移動(dòng)設(shè)備中，這妨礙了廣泛的應(yīng)用。”
根據(jù)Toshihiko Baba的說法，近年來，越來越多的工程師轉(zhuǎn)向光學(xué)相控陣，這種相控陣可以在沒有機(jī)械部件的情況下引導(dǎo)光束。但是，Baba警告說，由于所需的光學(xué)天線數(shù)量龐大，以及校準(zhǔn)每塊天線所需的時(shí)間和精度都要求很高，這種方法可能變得復(fù)雜。
Toshihiko Baba說：“在我們的研究中，我們采用了另一種方法，我們稱之為‘慢速光’。
研究團(tuán)隊(duì)使用了一種特殊的波導(dǎo)“光子晶體”，瞄準(zhǔn)的是經(jīng)過硅蝕刻的介質(zhì)。當(dāng)被迫與光子晶體相互作用時(shí)，光被減慢并發(fā)射到自由空間。研究人員使用了棱鏡透鏡，然后將光束指向所需的方向。
Toshihiko Baba說，“非機(jī)械轉(zhuǎn)向被認(rèn)為是激光雷達(dá)傳感器的關(guān)鍵。”
由此產(chǎn)生的方法和裝置體積小，沒有移動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，為固態(tài)激光雷達(dá)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。這種設(shè)備被認(rèn)為體積更小、制造成本更低、更具彈性，特別是在諸如自動(dòng)駕駛汽車之類的移動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域中。
接下來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃更充分地展示固態(tài)激光雷達(dá)傳感器的潛力，并致力于提高其性能，最終目標(biāo)是將該設(shè)備商業(yè)化。
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