Совершив революцию в технологии LiDAR, группа исследователей из Университета Колорадо (UC) в Боулдере разработала новую концепцию оптических фазированных решеток, змеевидный OPA (SOPA), который может поддерживать LiDAR среднего и дальнего действия. Новый подход основан на последовательно соединенном массиве решетчатых волноводов с низкими потерями и поддерживает полностью пассивное двумерное управление лучом с контролем длины волны. Система компактна и складывает питающую сеть в отверстие. Это также позволяет масштабировать мозаику SOPA в большие отверстия с высоким коэффициентом заполнения.
Основная цель исследования - сделать систему LiDAR более простой, компактной и менее дорогой, а значит, более простой для использования в беспилотных автомобилях, смартфонах или видеоиграх. Исследователи экспериментально продемонстрировали первый SOPA с использованием развертки по длине волны 1450–1650 нм для создания 16 500 адресуемых пятен в матрице 27 × 610. Они также продемонстрировали интерференцию в дальней зоне лучей от двух отдельных OPA на одном кремниевом фотонном чипе в качестве первого шага на пути к формированию изображений на больших расстояниях с помощью LiDAR на основе новых схем синтеза активной апертуры.
При этом исследователи не просто разработали способ сделать версию этого одновременно в двух измерениях, а не только в одном, но и поработали над этим с цветом, используя радужный узор для получения трехмерных изображений. Поскольку лучами легко управлять, просто меняя цвета, можно одновременно управлять несколькими фазированными решетками, чтобы создать большую апертуру и изображение с более высоким разрешением.
Новое открытие исследовательской группы - важное достижение в технологии кремниевых чипов для использования в системах LiDAR. Мы можем увидеть результаты этого нововведения в iPhone 12, который может включать камеру LiDAR. Ожидается, что усовершенствования LiDAR для потребительских устройств помогут в обеспечении безопасности распознавания лиц, помогут в составлении карты рук и точек опоры для маршрутов восхождения, а также в идентификации дикой природы, а также во многих других приложениях.