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

日本橫濱國立大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)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LiDAR）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，近年來，越來越多的工程師轉(zhuǎn)向光相控陣，這種光相控陣無需機(jī)械部件即可引導(dǎo)光束。但是，巴巴警告說，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，這種方法可能變得復(fù)雜。

巴巴說：“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：“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，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。