Sneller is niet altijd beter, vooral als het gaat om een ​​3D-sensor in geavanceerde technologie. Met toepassingen in autonome voertuigen, robots en drones, beveiligingssystemen en meer, onderzoekers streven naar een 3D-sensor die compact en gebruiksvriendelijk is.

Een team van de Yokohama National University in Japan denkt een methode te hebben ontwikkeld om zo'n sensor te verkrijgen door gebruik te maken van langzaam licht, een onverwachte beweging in een veld waar snelheid vaak boven andere variabelen wordt gewaardeerd.

Zij publiceren hun resultaten op 20 januari in optiek , een tijdschrift uitgegeven door The Optical Society.

Lichtdetectie en bereik, ook wel LiDAR genoemd, sensoren kunnen de afstand tussen verre objecten en meer in kaart brengen met behulp van laserlicht. In moderne LiDAR-sensoren, veel van de systemen zijn samengesteld uit een laserbron; een fotodetector, die licht omzet in stroom; en een optische straalstuurinrichting, die het licht op de juiste plaats richt.

"Momenteel bestaande optische straalstuurinrichtingen gebruiken allemaal een soort mechanica, zoals draaispiegels, " zei Toshihiko Baba, paper auteur en professor in de afdeling Electrical and Computer Engineering aan de Yokohama National University. "Dit maakt het apparaat groot en zwaar, met een beperkte totale snelheid en hoge kosten. Het wordt allemaal onstabiel, vooral op mobiele apparaten, belemmeren het brede scala aan toepassingen."

In recente jaren, volgens Baba, meer ingenieurs zijn overgestapt op optische phased arrays, die de optische straal richten zonder mechanische onderdelen. Maar, Baba waarschuwde, een dergelijke benadering kan gecompliceerd worden vanwege het grote aantal optische antennes dat nodig is, evenals de tijd en precisie die nodig zijn om elk stuk te kalibreren.

"In onze studie gebruikten we een andere benadering - wat we 'slow light, ', zei Baba.

Baba en zijn team gebruikten een speciale golfgeleider "fotonisch kristal, " gericht door een met silicium geëtst medium. Licht wordt vertraagd en uitgezonden naar de vrije ruimte wanneer het gedwongen wordt om te interageren met het fotonische kristal. De onderzoekers gebruikten een prismalens om de straal vervolgens in de gewenste richting te richten.

"De niet-mechanische besturing wordt als cruciaal beschouwd voor LiDAR-sensoren, ' zei Baba.

De resulterende methode en het apparaat zijn klein van formaat, vrij van bewegende mechanica, het toneel vormen voor een solid-state LiDAR. Een dergelijk apparaat wordt als kleiner beschouwd, goedkoper te maken en veerkrachtiger, vooral in mobiele toepassingen zoals autonome voertuigen.

Volgende, Baba en zijn team zijn van plan om het potentieel van een solid-state LiDAR vollediger te demonstreren, evenals werken aan het verbeteren van de prestaties met het uiteindelijke doel om het apparaat op de markt te brengen.