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數(shù)字化制造

日本科學(xué)家利用慢光研發(fā)低成本3D傳感器 可用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)等

2025China.cn   2020年03月06日

        橫濱國(guó)立大學(xué)認(rèn)為,以前的激光雷達(dá)系統(tǒng)的光束控制設(shè)備會(huì)采用機(jī)械設(shè)備,又大又重。因而,研發(fā)了波導(dǎo)“光子晶體”,利用慢光研制了3D傳感器。
        據(jù)外媒報(bào)道,速度越快并不一定就越好,這一理論對(duì)于先進(jìn)的3D傳感器而言更是如此。隨著自動(dòng)駕駛汽車(chē)、機(jī)器人和無(wú)人機(jī)以及安全系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)?D傳感器的應(yīng)用越來(lái)越多,研究人員都在努力研制一種緊湊且易于使用的3D傳感器。

 


        日本橫濱國(guó)立大學(xué)(Yokohama National University)的一個(gè)研究小組認(rèn)為,他們利用慢光現(xiàn)象(是一種反常的物理現(xiàn)象,光脈沖或光的其他調(diào)變模式在介質(zhì)中以相當(dāng)?shù)偷娜核俣葌鞑ィ┮呀?jīng)研發(fā)出此種傳感器。
        激光雷達(dá)(光探測(cè)和測(cè)距)是一種傳感器,可以利用激光繪制出物體之間的距離。在現(xiàn)代激光雷達(dá)傳感器中,許多系統(tǒng)都由激光源、光電探測(cè)器(將光轉(zhuǎn)換成電流)以及光束控制裝置(將光導(dǎo)向適當(dāng)?shù)奈恢茫┙M成。
        橫濱國(guó)立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系教授Toshihiko Baba表示:“目前的光束控制裝置都會(huì)使用某種機(jī)械裝置,如旋轉(zhuǎn)鏡,導(dǎo)致該設(shè)備又大又重,整體速度受到限制,成本也很高,從而導(dǎo)致不穩(wěn)定,特別是在移動(dòng)設(shè)備上不穩(wěn)定,也因此阻礙了其得到廣泛應(yīng)用。”
        據(jù)Baba教授所說(shuō),近年來(lái),越來(lái)越多的工程師轉(zhuǎn)而研究光學(xué)相控陣,可以直接控制光束,無(wú)需任何機(jī)械部件。不過(guò),Baba警告表示,此種方式需要大量的光學(xué)天線,還需要時(shí)間校準(zhǔn)每一個(gè)部件的精度,可能會(huì)變得很復(fù)雜。
        因此,Baba教授及其研究小組利用了一種特殊的波導(dǎo)“光子晶體”,瞄準(zhǔn)穿透一種硅蝕刻介質(zhì)。當(dāng)被迫與光子晶體交互時(shí),光的速度會(huì)被減慢,并發(fā)射到自由空間內(nèi),然后科學(xué)家利用棱鏡將光束導(dǎo)向預(yù)定方向。
        該方法制成的設(shè)備體積小,無(wú)需移動(dòng)機(jī)械設(shè)備,為固態(tài)激光雷達(dá)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。此種設(shè)備不僅尺寸小、價(jià)格更便宜、更靈活,尤其適用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)等移動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。

 

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