研究人员为自动驾驶汽车设计了新颖的超快激光束转向系统

普渡大学和斯坦福大学的研究人员相信他们已经发现了一种新型激光光传感技术，该技术比现有的激光传感技术更具稳定性和更便宜，具有广泛的用途，包括引导全自动车辆的方法。

研究人员表示，他们的创新速度比使用相控天线阵技术的传统尖端激光束控制装置快几个数量级。由Purdue和Stanford测试和使用的激光束转向基于硅基表面和由例如具有频率梳光谱的锁模激光器产生的短光脉冲之间的光物质相互作用。与微秒电流技术相比，这种光束控制装置可以以纳秒或皮秒扫描大视角。

斯坦福大学材料科学与工程博士后研究员Amr Shaltout表示，“这项技术远没有现有技术那么复杂，耗电少。”

“该技术融合了纳米光子超曲面和超快光学两个不同领域。”

激光束转向是一项至关重要的技术，可用于各种领域，包括导航，太空飞行，雷达应用，成像，标签扫描仪，机器人，考古学，测绘和大气物理。更快的激光扫描与更高的帧速率以及改善的成像分辨率直接相关。

Shaltout在获得博士学位的同时提出了这个概念。来自普渡大学电气和计算机工程学院的Vladimir Shalaev研究小组，并在与马克斯·布朗格斯马研究小组合作时在斯坦福大学进行了划定。

“Amr提出的想法是如此强大，我们真的很惊讶，以前没有人这样做过，因为它比人们使用到目前为止的工作更加简单，高效，容易得多，”Shalaev，Bob和Anne Burnett说道。普渡大学电气与计算机工程系杰出教授。这是普渡大学和斯坦福大学之间富有成效的合作的一个很好的例子。“

研究人员表示，他们的创新是芯片兼容技术，不需要额外的能源。它基于表面和来自锁模激光器的短脉冲之间的光 - 物质相互作用，具有等间隔的锁相频率线。另一个关键因素是使用基于图案化硅膜的表面。

自动驾驶汽车依赖于光探测和测距，或类似于雷达的激光雷达，而是发射红外或可见光，测量脉冲反射物体并拍摄图像所需的时间。它将取代经常在自动驾驶汽车顶部看到的旋转装置。但是，随着企业寻求改变新兴自动驾驶汽车行业的方法，现有技术仍然很昂贵。

Shaltout说，使用光子超曲面是新进展的关键。他说，metasurfaces为光子学设计提供简单，紧凑和节能的解决方案。这两种技术的结合提供了一种更简单的方法。

在目前的相控阵光学技术中，每个天线需要在其单独辐射的情况下进行控制。在Shaltout的系统下，每个结构发出的频率略有不同，这意味着在该过程中不需要连续地寻址每个单独的天线并消耗功率。

Shaltout说，跨学科的解决方案是关键因素。

“有时在我们的领域外工作有助于我们看到，找到不同领域问题的解决方案，并将它们联系在一起，”他说。

现在研究人员面临的挑战是扩大创新范围并将其从实验室转移到现实世界。他们正在寻找投资者，合作伙伴或可能的许可协议，因为他们正在努力推进技术的扩展。在进入自动驾驶汽车和汽车原始设备制造商之前，最初的发展可能是在商店，机场或许多其他领域的扫描设备等领域。

“这似乎是一个破坏性的解决方案，可以在这个巨大的新兴产业中产生重大影响，”沙拉夫说。