超快激光控制轉向系統：未來(lái)激光雷達的“終結者”？

　　據麥姆斯咨詢(xún)報道，在不久的將來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將使用基于激光束的轉向系統，與目前基于無(wú)線(xiàn)電波的系統相比更加快速。該技術(shù)比現有的避免事故系統技術(shù)的性能更佳，效率更高。

　　根據普渡大學(xué)發(fā)布的一份報告顯示，正如研究人員現在所說(shuō)的，激光束控制比任何采用相控陣天線(xiàn)(phased antenna-array)技術(shù)的自動(dòng)轉向系統都要快得多。這種轉向系統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。

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

　　“相比現有的技術(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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的博士后研究人員Amr Shaltout提出了這個(gè)想法，“該技術(shù)融合了兩種不同領(lǐng)域的技術(shù)：納米光學(xué)(光在納米級的行為)超表面(metasurface，能操縱光的表面)和超快光學(xué)。”

　　快速掃描意味著(zhù)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?；诩す馐霓D向裝置不需要任何附加的電源，并與芯片兼容。據報告，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(xué)的材料科學(xué)與工程系教授Brongersma談?wù)摚?ldquo;這為所有納米級電子電路提供允許激光束轉向這一令人興奮的功能奠定了基礎。”

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(wú)線(xiàn)電波，而是利用紅外光或可見(jiàn)光。這就是為什么許多自動(dòng)駕駛汽車(chē)頂上都安裝了一個(gè)奇怪的旋轉裝置?；诩す馐霓D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(xué)的Vladimir Shalaev認為，“這似乎是套顛覆性的解決方案，未來(lái)在自動(dòng)駕駛這個(gè)龐大、新興的產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生巨變。”

　　根據報告，基于激光束的轉向裝置除了應用在自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(xué)、測繪、機器人技術(shù)以及其他類(lèi)似領(lǐng)域。