自动驾驶发展更近一步 固态激光雷达技术领域迎来新突破

日本横滨国立大学的一个研究小组认为,他们已经开发出一种方法,可以利用慢速光来获得这种激光雷达传感器。

  更快并不总是更好,尤其是在采用先进技术的激光雷达传感器方面。随着激光雷达传感器在自动驾驶汽车、机器人和无人机、安全系统等领域的应用,研究人员正在努力寻找一种紧凑且易于使用的固态激光雷达传感器。

可用于非机械光束控制和扫描的小型硅光子芯片。图片来源:横滨国立大学.jpg

可用于非机械光束控制和扫描的小型硅光子芯片。图片来源:横滨国立大学

  日本横滨国立大学的一个研究小组认为,他们已经开发出一种方法,可以利用慢速光来获得这种激光雷达传感器,慢速光是指速度通常高于其他变量的一种意想不到的移动。研究人员将于1月20日在光学学会出版的一本杂志Optica上发表他们的研究结果。

  光检测和测距(也称为激光雷达)传感器可以使用激光来绘制远处物体之间的距离以及更多距离。在现代的激光雷达传感器中,许多系统由一个激光源、一个将光转换成电流的光电探测器和一个将光引导到适当位置的光束控制装置组成。

  横滨国立大学电气与计算机工程系的论文作者兼教授Toshihiko Baba说:“当前现有的光束引导装置都使用某种机械,例如旋转镜。这使设备变得又大又笨,总速度受限,成本也很高。所有这些因素都导致应用结果变得不稳定,尤其是在移动设备中,这妨碍了广泛的应用。”

  根据Toshihiko Baba的说法,近年来,越来越多的工程师转向光学相控阵,这种相控阵可以在没有机械部件的情况下引导光束。但是,Baba警告说,由于所需的光学天线数量庞大,以及校准每块天线所需的时间和精度都要求很高,这种方法可能变得复杂。

  Toshihiko Baba说:“在我们的研究中,我们采用了另一种方法,我们称之为‘慢速光’。

  研究团队使用了一种特殊的波导“光子晶体”,瞄准的是经过硅蚀刻的介质。当被迫与光子晶体相互作用时,光被减慢并发射到自由空间。研究人员使用了棱镜透镜,然后将光束指向所需的方向。

       Toshihiko Baba说,“非机械转向被认为是激光雷达传感器的关键。”

  由此产生的方法和装置体积小,没有移动的机械结构,为固态激光雷达的发展奠定了基础。这种设备被认为体积更小、制造成本更低、更具弹性,特别是在诸如自动驾驶汽车之类的移动应用领域中。

  接下来,研究团队计划更充分地展示固态激光雷达传感器的潜力,并致力于提高其性能,最终目标是将该设备商业化。

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