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機械系統(tǒng)

超快激光控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng):未來激光雷達的“終結(jié)者”?

rongpuiwing 來源:微迷網(wǎng)2022-05-18 我要評論(0 )   

在不久的將來,自動駕駛汽車將使用基于激光束的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),與目前基于無線電波的系統(tǒng)相比更加快速。該技術(shù)比現(xiàn)有的避免事故系統(tǒng)技術(shù)的性能更佳,效率更高。

 據(jù)麥姆斯咨詢報道,在不久的將來,自動駕駛汽車將使用基于激光束的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),與目前基于無線電波的系統(tǒng)相比更加快速。該技術(shù)比現(xiàn)有的避免事故系統(tǒng)技術(shù)的性能更佳,效率更高。

 

根據(jù)普渡大學發(fā)布的一份報告顯示,正如研究人員現(xiàn)在所說的,激光束控制比任何采用相控陣天線(phased antenna-array)技術(shù)的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都要快得多。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基于脈沖激光與硅基表面之間的相互作用。脈沖激光由“帶有頻率梳光譜的鎖模激光器”產(chǎn)生。
 

基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置可以在納秒或皮秒級的時間內(nèi)進行大角度的掃描,而現(xiàn)有技術(shù)則需要微秒級的時間才能完成。
 

“相比現(xiàn)有的技術(shù),這項技術(shù)的復雜程度大大降低且功耗更低,”斯坦福大學材料科學與工程學院的博士后研究人員Amr Shaltout提出了這個想法,“該技術(shù)融合了兩種不同領(lǐng)域的技術(shù):納米光學(光在納米級的行為)超表面(metasurface,能操縱光的表面)和超快光學?!?br/> 

快速掃描意味著更高的幀速率,這又對應用程序提出了高分辨率輸出的要求。基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置不需要任何附加的電源,并與芯片兼容。據(jù)報告,這種完全基于超表面的光與物質(zhì)相互作用,可以被集成到圖案化的硅薄膜中。
 

斯坦福大學的材料科學與工程系教授Brongersma談論:“這為所有納米級電子電路提供允許激光束轉(zhuǎn)向這一令人興奮的功能奠定了基礎(chǔ)?!?br/> 

自動駕駛汽車使用的激光雷達(LiDAR)與雷達相似,但并不是利用物體表面返回的無線電波,而是利用紅外光或可見光。這就是為什么許多自動駕駛汽車頂上都安裝了一個奇怪的旋轉(zhuǎn)裝置。基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置可以替代這種昂貴的裝置,從而降低整體成本。普渡大學的Vladimir Shalaev認為,“這似乎是套顛覆性的解決方案,未來在自動駕駛這個龐大、新興的產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生巨變。”
 

根據(jù)報告,基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置除了應用在自動駕駛汽車外,還可以用于其他需要導航的領(lǐng)域,如太空飛行、雷達、成像、標記掃描、考古學、測繪、機器人技術(shù)以及其他類似領(lǐng)域。

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激光束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
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