超快激光控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：未來激光雷達(dá)的“終結(jié)者”？

　　據(jù)麥姆斯咨詢報道，在不久的將來，自動駕駛汽車將使用基于激光束的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與目前基于無線電波的系統(tǒng)相比更加快速。該技術(shù)比現(xiàn)有的避免事故系統(tǒng)技術(shù)的性能更佳，效率更高。

　　根據(jù)普渡大學(xué)發(fā)布的一份報告顯示，正如研究人員現(xiàn)在所說的，激光束控制比任何采用相控陣天線(phased antenna-array)技術(shù)的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都要快得多。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(zhuǎn)向裝置可以在納秒或皮秒級的時間內(nèi)進(jìn)行大角度的掃描，而現(xiàn)有技術(shù)則需要微秒級的時間才能完成。

　　“相比現(xiàn)有的技術(shù)，這項技術(shù)的復(fù)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)。”

　　快速掃描意味著更高的幀速率，這又對應(yīng)用程序提出了高分辨率輸出的要求。基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置不需要任何附加的電源，并與芯片兼容。據(jù)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(zhuǎn)向這一令人興奮的功能奠定了基礎(chǔ)。”

　　自動駕駛汽車使用的激光雷達(dá)(LiDAR)與雷達(dá)相似，但并不是利用物體表面返回的無線電波，而是利用紅外光或可見光。這就是為什么許多自動駕駛汽車頂上都安裝了一個奇怪的旋轉(zhuǎn)裝置?；诩す馐霓D(zhuǎn)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(rèn)為，“這似乎是套顛覆性的解決方案，未來在自動駕駛這個龐大、新興的產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生巨變。”

　　根據(jù)報告，基于激光束的轉(zhuǎn)向裝置除了應(yīng)用在自動駕駛汽車外，還可以用于其他需要導(dǎo)航的領(lǐng)域，如太空飛行、雷達(dá)、成像、標(biāo)記掃描、考古學(xué)、測繪、機(jī)器人技術(shù)以及其他類似領(lǐng)域。