強化LiDAR技術で自動運転車の高速移動物体検出を改善
自動運転車は、Light Detection and Ranging（LiDAR）を用いた物体検知の限界により、突然現れた幼児と茶色い袋の区別が困難です。自動運転業界は、周波数変調連続波（FMCW）LiDARでこの問題解決を模索しています。
研究者たちは、シリコンチップ上での光の機械的制御と変調により、このタイプのLiDARが近距離の高速移動物体をより高分解能で検出できる方法を構築しました。FMCW LiDARは自動運転車の屋上からレーザー光をスキャンし物体を検出します。単一レーザービームが他の波長の櫛状——マイクロコーム——に分裂し、エリアをスキャンします。光は物体で反射し、光アイソレーターまたはサーキュレーターを通じて検出器アレイに到達します。新手法は音響波を用いてこれらのコンポーネントのより高速チューニングを可能にし、近距離物体の高分解能FMCW LiDAR検出をもたらします。
技術はアルミニウム窒化物製マイクロ電気機械システム（MEMS）トランスデューサーを統合し、マイクロコームをメガヘルツ〜ギガヘルツの高周波数で変調します。フェーズドアレイMEMSトランスデューサー——携帯電話でセルラーバンド識別に使用されるものと同様——がコルクスクリュー状の応力波をシリコンチップに打ち込み、ギガヘルツ周波数で光を攪拌します。この攪拌運動で光を単方向のみ伝播させます。
同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動させる音響波を励起し、レーザーパルスマイクロコームまたはソリトンのサブマイクロ秒制御とチューニングを実証します。この光変調技術は力学と光学だけでなく、関連製造プロセスも統合し、技術を商業的により実現可能にします。MEMSトランスデューサーはシリコン窒化フォトニクスウェハー上に最小限のプロセスで直接作製されます。
新技術は、宇宙、データセンター、携帯原子時計などの電力クリティカルシステム、または極低温環境などの極限環境でのマイクロコーム応用の推進力となる可能性があります。
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