研究人員為自動駕駛汽車設計了新穎的超快激光束轉向系統(tǒng)

普渡大學和斯坦福大學的研究人員相信他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新型激光光傳感技術，該技術比現(xiàn)有的激光傳感技術更具穩(wěn)定性和更便宜，具有廣泛的用途，包括引導全自動車輛的方法。

研究人員表示，他們的創(chuàng)新速度比使用相控天線陣技術的傳統(tǒng)尖端激光束控制裝置快幾個數(shù)量級。由Purdue和Stanford測試和使用的激光束轉向基于硅基表面和由例如具有頻率梳光譜的鎖模激光器產生的短光脈沖之間的光物質相互作用。與微秒電流技術相比，這種光束控制裝置可以以納秒或皮秒掃描大視角。

斯坦福大學材料科學與工程博士后研究員Amr Shaltout表示，“這項技術遠沒有現(xiàn)有技術那么復雜，耗電少。”

“該技術融合了納米光子超曲面和超快光學兩個不同領域。”

激光束轉向是一項至關重要的技術，可用于各種領域，包括導航，太空飛行，雷達應用，成像，標簽掃描儀，機器人，考古學，測繪和大氣物理。更快的激光掃描與更高的幀速率以及改善的成像分辨率直接相關。

Shaltout在獲得博士學位的同時提出了這個概念。來自普渡大學電氣和計算機工程學院的Vladimir Shalaev研究小組，并在與馬克斯·布朗格斯馬研究小組合作時在斯坦福大學進行了劃定。

“Amr提出的想法是如此強大，我們真的很驚訝，以前沒有人這樣做過，因為它比人們使用到目前為止的工作更加簡單，高效，容易得多，”Shalaev，Bob和Anne Burnett說道。普渡大學電氣與計算機工程系杰出教授。這是普渡大學和斯坦福大學之間富有成效的合作的一個很好的例子。“

研究人員表示，他們的創(chuàng)新是芯片兼容技術，不需要額外的能源。它基于表面和來自鎖模激光器的短脈沖之間的光 - 物質相互作用，具有等間隔的鎖相頻率線。另一個關鍵因素是使用基于圖案化硅膜的表面。

自動駕駛汽車依賴于光探測和測距，或類似于雷達的激光雷達，而是發(fā)射紅外或可見光，測量脈沖反射物體并拍攝圖像所需的時間。它將取代經(jīng)常在自動駕駛汽車頂部看到的旋轉裝置。但是，隨著企業(yè)尋求改變新興自動駕駛汽車行業(yè)的方法，現(xiàn)有技術仍然很昂貴。

Shaltout說，使用光子超曲面是新進展的關鍵。他說，metasurfaces為光子學設計提供簡單，緊湊和節(jié)能的解決方案。這兩種技術的結合提供了一種更簡單的方法。

在目前的相控陣光學技術中，每個天線需要在其單獨輻射的情況下進行控制。在Shaltout的系統(tǒng)下，每個結構發(fā)出的頻率略有不同，這意味著在該過程中不需要連續(xù)地尋址每個單獨的天線并消耗功率。

Shaltout說，跨學科的解決方案是關鍵因素。

“有時在我們的領域外工作有助于我們看到，找到不同領域問題的解決方案，并將它們聯(lián)系在一起，”他說。

現(xiàn)在研究人員面臨的挑戰(zhàn)是擴大創(chuàng)新范圍并將其從實驗室轉移到現(xiàn)實世界。他們正在尋找投資者，合作伙伴或可能的許可協(xié)議，因為他們正在努力推進技術的擴展。在進入自動駕駛汽車和汽車原始設備制造商之前，最初的發(fā)展可能是在商店，機場或許多其他領域的掃描設備等領域。

“這似乎是一個破壞性的解決方案，可以在這個巨大的新興產業(yè)中產生重大影響，”沙拉夫說。