普渡大學(xué)(Purdue University)和斯坦福在學(xué)的研究人員相信,,他們已經(jīng)開發(fā)出一種新奇的激光感知技術(shù),它比現(xiàn)有技術(shù)更強大,,更便宜,有著廣泛的用途,例如,,我們可以用激光引導(dǎo)無人駕駛汽車。
研究人員說,,與傳統(tǒng)尖端激光束控制裝置相比,,新技術(shù)處理速度更快,,傳統(tǒng)設(shè)備使用了相控天線陣列。普渡大學(xué),、斯坦福大學(xué)開發(fā)的激光束控制裝置正在接受測試,,它是以光與物質(zhì)的相互作用作為基礎(chǔ)開發(fā)的,硅超表面與短光脈沖會發(fā)生作用,,脈沖可以由包含頻率梳光譜的鎖模激光器發(fā)出,。新激光束控制裝置可以以納秒或者皮秒的速度掃描大范圍場景,當(dāng)前技術(shù)需要的時間以微秒計算,。
斯坦福材料科學(xué)與工程博士后研究員沙勒圖特(Amr Shaltout)認為:“與現(xiàn)有技術(shù)相比,,新技術(shù)簡單很多,能耗也低很多,?!彼€說:“這種技術(shù)將兩個完全不同的領(lǐng)域融合在一起,一是納米光子超表面技術(shù),,還有就是超快光學(xué)技術(shù),。”
激光束控制技術(shù)是一種相當(dāng)關(guān)鍵的技術(shù),,它可以用在許多地方,,比如導(dǎo)航、太空飛行,、雷達應(yīng)用,、成像、標簽掃描,、機器人,、考古、繪圖,、大氣物理等領(lǐng)域,。提高激光掃描速度與更高的幀速率有關(guān),與還提高圖像分辨率有關(guān),。
普渡大學(xué)教授沙拉耶夫(Vladimir Shalaev)認為:“沙勒圖特的概念相當(dāng)厲害,,老實說,我們有點吃驚,,概念如此簡單,,效率如此高,比目前人們使用的技術(shù)簡單很多,,快很多,,為什么之前沒有人嘗試過呢?”他還認為,這一成果是普渡和斯坦福傾力合作的結(jié)果,。
研究人員認為,,它們開發(fā)的技術(shù)是一種“芯片兼容技術(shù)”,不需要額外的能量,。新技術(shù)以光與物質(zhì)的相互作用作為基礎(chǔ)開發(fā)的,,一邊是超表面,一邊是短脈沖,,這種短脈沖來自鎖模激光器,,上面裝有等距鎖相頻率線。還有一個比較關(guān)鍵的地方:新技術(shù)用到超表面,,超表面來自帶圖案的硅薄膜,。
自動駕駛汽車用光偵測測距,或者使用激光雷達,,激光雷達與雷達相似,,它會發(fā)射紅外或者可見光,脈沖碰到物體之后反射,,激光雷達測量從發(fā)射到反射回來所花的時間,,制成圖像。現(xiàn)在我們會在無人駕駛汽車車頂看到旋轉(zhuǎn)設(shè)備,,激光雷達可以取代這種設(shè)備,。問題在于,當(dāng)前的技術(shù)太過昂貴,。
沙勒圖特說,,使用光子超表面是一個關(guān)鍵的新突破。他還說,,超表面為光電設(shè)計提供了更簡單,、更緊湊、更節(jié)能的解決方案,。將兩種技術(shù)結(jié)合在一起就可以讓方案變得更簡單。
在目前使用的相位陣列光學(xué)技術(shù)中,,每一根天線的輻射都要單獨控制,。在沙勒圖特開發(fā)的系統(tǒng)中,每一個部分發(fā)出的光頻率稍有不同,,也就是說沒有必要持續(xù)控制每一根天線,,處理時消耗的電量也會減少。
沙勒圖特認為,,他們之所以能成功,,跨學(xué)科研究是關(guān)鍵。他說:“有時,行業(yè)之外的人會幫助我們,,讓我們看清解決方案,,找到解決方案,解決不同領(lǐng)域的問題,,將它們聯(lián)系在一起,。”
現(xiàn)在研究人員要優(yōu)化技術(shù),,讓新技術(shù)從實驗室走出來,,進入現(xiàn)實世界。他們正在尋找投資者,、合伙人,,可能還會將技術(shù)授權(quán)給他人使用。最開始時,,新技術(shù)可能會在部分地方出現(xiàn),,比如裝進店鋪掃描設(shè)備,被機場使用,,然后才會進入自動駕駛汽車,,甚至被手機制造商使用。
沙勒圖特認為:“看起來這是一門破壞性的技術(shù),,它可能讓給行業(yè)帶來翻天覆地的變化,,這個行業(yè)相當(dāng)巨大,是新興產(chǎn)業(yè),?!?/p>