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慢速照明加快LiDAR傳感器的開(kāi)發(fā)
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/13

一種小型硅光子芯片,可用于非機(jī)械光束控制和掃描。圖片來(lái)源:橫濱國(guó)立大學(xué)

更快并不總是更好,特別是在采用先進(jìn)技術(shù)的3D傳感器方面。隨著在自動(dòng)駕駛汽車,機(jī)器人和無(wú)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3D傳感器。


日本橫濱國(guó)立大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法,可以利用慢速光來(lái)獲得這種傳感器,慢速光是在領(lǐng)域中出乎意料的動(dòng)作,在這種情況下,速度往往比其他變量高。


他們于1月20日在“光學(xué)協(xié)會(huì)”(Optical Society)出版的Optica雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。


光檢測(cè)和測(cè)距(也稱為L(zhǎng)iDAR)傳感器可以使用激光來(lái)繪制遠(yuǎn)處物體之間的距離以及更多距離。在現(xiàn)代的LiDAR傳感器中,許多系統(tǒng)都是由激光源組成的。光電探測(cè)器,將光轉(zhuǎn)換為電流;以及光束轉(zhuǎn)向裝置,將光線引導(dǎo)到正確的位置。


橫濱國(guó)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(shuō):“當(dāng)前現(xiàn)有的光束轉(zhuǎn)向裝置都使用某種機(jī)械,例如旋轉(zhuǎn)鏡。” “這使設(shè)備體積龐大,笨重,總速度有限且成本很高。所有這些都變得不穩(wěn)定,尤其是在移動(dòng)設(shè)備中,這妨礙了廣泛的應(yīng)用!


據(jù)巴巴說(shuō),近年來(lái),越來(lái)越多的工程師轉(zhuǎn)向光相控陣,這種光相控陣無(wú)需機(jī)械部件即可引導(dǎo)光束。但是,巴巴警告說(shuō),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,這種方法可能變得復(fù)雜。


巴巴說(shuō):“在我們的研究中,我們采用了另一種方法,我們稱之為“慢光”。


巴巴和他的團(tuán)隊(duì)使用了一種特殊的波導(dǎo)“光子晶體”,瞄準(zhǔn)的是硅蝕刻的介質(zhì)。當(dāng)被迫與光子晶體相互作用時(shí),光被放慢并發(fā)射到自由空間。研究人員使用了棱鏡透鏡,然后將光束引導(dǎo)到所需的方向。


Baba說(shuō):“非機(jī)械轉(zhuǎn)向被認(rèn)為對(duì)于LiDAR傳感器至關(guān)重要!


最終的方法和設(shè)備體積小巧,沒(méi)有移動(dòng)機(jī)構(gòu),為固態(tài)LiDAR奠定了基礎(chǔ)。這樣的設(shè)備被認(rèn)為更小,制造更便宜并且更具彈性,特別是在諸如自動(dòng)駕駛汽車之類的移動(dòng)應(yīng)用中。


接下來(lái),Baba和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃更充分地展示固態(tài)LiDAR的潛力,并致力于將其商業(yè)化的最終目標(biāo)是提高其性能。


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