光は、自動運転車が近くの動きの速い物体をより適切にスキャンするのに役立ちます

自動運転車は、光検出および測距（LiDAR）を使用した物体の感知方法に制限があるため、幼児と突然現れる茶色のバッグの違いを認識するのに苦労しています。自動運転車業界は、この問題を解決するために周波数変調連続波（FMCW）LiDARを模索しています。

研究者は、このタイプのLiDARが、シリコンチップ上の光の機械的制御と変調を通じて、近くの高速移動物体の高解像度検出を実現できる方法を構築しました。 FMCW LiDARは、自動運転車の上部からレーザー光をスキャンすることで物体を検出します。単一のレーザービームがマイクロコームと呼ばれる他の波長のコームに分割され、領域をスキャンします。光は物体に当たって跳ね返り、光アイソレータまたはサーキュレータを介して検出器に到達します。これにより、すべての反射光が検出器アレイに到達します。新しい方法では、音波を使用してこれらのコンポーネントをより高速に調整できるため、近くの物体をより高解像度のFMCWLiDARで検出できる可能性があります。

この技術は、窒化アルミニウム製の微小電気機械システム（MEMS）トランスデューサーを統合して、メガヘルツからギガヘルツまでの高周波でマイクロコームを変調します。セルラーバンドを識別するために携帯電話でも使用されるフェーズドMEMSトランスデューサーのアレイは、コルクスクリューのような応力波をシリコンチップに発射することにより、ギガヘルツ周波数で光を攪拌します。攪拌運動は、光が一方向にしか移動できないように光を変調します。

同じ技術の他のトランスデューサーは、メガヘルツ周波数でチップを振る音波を励起し、サブマイクロ秒の制御とレーザーパルスマイクロコームまたはソリトンの調整を示します。この光変調技術は、力学と光学系を統合するだけでなく、関連する製造プロセスも統合し、技術をより商業的に実行可能にします。 MEMSトランスデューサは、最小限の処理で窒化ケイ素フォトニクスウェーハ上に簡単に製造されます。

この新技術は、宇宙、データセンター、携帯型原子時計などの電力が重要なシステムや、極低温などの極端な環境でのマイクロコームアプリケーションに弾みをつける可能性があります。

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