MEMS-kytkimillä LiDAR:lle ennätystarkkuus18.03.2022
(18.3.2022) Nykyiset LiDAR-navigointijärjestelmät ovat edelleen raskaita mekaanisia laitteita, jotka maksavat tuhansia dollareita. Se saattaa muuttua uudentyyppisen korkearesoluutioisen LiDAR-sirun ansiosta, jonka on kehittänyt Ming Wu, professori ja Berkeley Sensor and Actuator Centerin johtaja Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä. Wun LiDAR perustuu FPSA-tekniikkaan (focal plane switch array), puolijohdepohjaiseen mikrometrimittakaavaisten antennien matriisiin, joka kerää valoa digitaalikameroiden antureiden tapaan. Nykyisten LiDAR:en näiden ominaisuuksien saaminen sirulle on ollut vaikeaa tutkijoille jo vuosikymmenen ajan. Vaikuttavin este on laser. Sen tehon suhteen joudutaan valitsemaan etäisyyden ja katettavan alueen välillä. Tässä FPSA tulee avuksi. Se koostuu pienten optisten lähettimien tai antennien matriisista sekä kytkimistä, jotka kanavoivat kaiken saatavilla olevan lasertehon yhteen antenniin kerrallaan. Vaihtaminen aiheuttaa kuitenkin ongelmia. Melkein kaikki piipohjaiset LiDAR-järjestelmät käyttävät termo-optisia kytkimiä, jotka tukeutuvat muutoksiin materiaa taitekertoimessa ohjatakseen laservaloa aaltoputkesta toiseen. Wun ratkaisu on korvata ne mikroelektromekaanisilla (MEMS) kytkimillä, jotka siirtävät aaltoputkia fyysisesti paikasta toiseen. MEMS-kytkimiä käytetään jo valon reitittämiseen tietoliikenneverkoissa. Tämä on ensimmäinen kerta, kun niitä on käytetty LiDARissa. Verrattuna lämpöoptisiin kytkimiin, ne ovat paljon pienempiä, kuluttavat paljon vähemmän virtaa, kytkeytyvät nopeammin ja niillä on erittäin pieni valohäviö. Wu kokosi 16 384 pikselisen yhden neliösenttimetrisen sirun. Kun pikseli kytketään päälle, se lähettää lasersäteen ja vangitsee heijastuneen valon. Jokainen pikseli vastaa 0,6 astetta matriisin 70 asteen näkökentästä. Ajamalla matriisin läpi Wun FPSA rakentaa 3D-kuvan ympäröivästä maailmasta. Useiden sellaisten asentaminen ympyrämuotoon tuottaisi 360 asteen näkymän.
Jos hän pystyy, perinteinen CMOS-tuotantotekniikka lupaa tehdä edullisesta sirun kokoisesta LiDAR:sta osan tulevaisuuttamme. "Katsokaa vain, kuinka käytämme kameroita nykyään", Wu toteaa. ”Niitä on upotettu ajoneuvoihin, robotteihin, pölynimureihin, valvontalaitteisiin, biometristiikkaan ja oviin. Potentiaalisia sovelluksia on paljon enemmän, kun pienennämme LiDARin älypuhelimen kameran kokoiseksi. Aiheesta aiemmin: Mikroskannerin peilit korvaavat ihmisen näön Fotoninen MEMS-kytkin kaupallistuu |
29.09.2023 | Tavoitteena parempia kubitteja |
28.09.2023 | Suola ja kulta tuottavat sähköä |
27.09.2023 | Laaksotroniikka lämpenee |
26.09.2023 | Tekoälyä monisensorisella integroidulla neuronilla |
25.09.2023 | Magneetteja huonelämpöiseen kvanttilaskentaan |
23.09.2023 | Lupaavia vedyn tuotannon tapoja |
23.09.2023 | Kvanttipotentiaalin vapauttaminen monipuolisilla kvanttitiloilla |
21.09.2023 | Terahertsiaaltoja helpommin |
20.09.2023 | Espoosta voi ostaa kvanttitietokoneen |
19.09.2023 | Kvanttianturien tarkkuutta voi edelleen parantaa |
Siirry arkistoon » |