Tecnología LiDAR Mejorada Mejora Detección de Objetos en Movimiento Rápido en Vehículos Autónomos

Un coche autónomo tiene dificultades para reconocer la diferencia entre un niño pequeño y una bolsa marrón que aparece repentinamente debido a limitaciones en cómo detecta objetos usando Detección y Rango por Luz (LiDAR). La industria de vehículos autónomos está explorando LiDAR de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) para resolver este problema.

Investigadores han construido una forma en que este tipo de LiDAR podría lograr detección de mayor resolución de objetos cercanos en movimiento rápido a través de control mecánico y modulación de luz en un chip de silicio. El LiDAR FMCW detecta objetos escaneando luz láser desde la parte superior de un vehículo autónomo. Un solo haz láser se divide en un peine de otras longitudes de onda, llamado micropeine, para escanear un área. La luz rebota en un objeto y va al detector a través de un aislamiento óptico o circulador, que asegura que toda la luz reflejada termine en el array de detectores. El nuevo método usa ondas acústicas para permitir una sintonización más rápida de estos componentes, lo que podría traer detección FMCW LiDAR de mayor resolución de objetos cercanos.

La tecnología integra transductores de sistemas microelectromecánicos (MEMS) hechos de nitruro de aluminio para modular el micropeine a altas frecuencias que van desde megahercios a gigahercios. Un array de transductores MEMS en fase, también usados en teléfonos móviles para discernir bandas celulares, agita la luz a frecuencias de gigahercios lanzando una onda de estrés en forma de sacacorchos en un chip de silicio. El movimiento de agitación modula la luz de modo que solo puede viajar en una dirección.

Otros transductores en la misma tecnología excitan una onda acústica que agita el chip a frecuencias de megahercios, demostrando control y sintonización sub-microsegundo del micropeine de pulso láser o solitón. Esta técnica de modulación de luz no solo integra mecánica con óptica sino también los procesos de fabricación involucrados, haciendo la tecnología más viable comercialmente. Los transductores MEMS se fabrican simplemente sobre la oblea de fotónica de nitruro de silicio con procesamiento mínimo.

La nueva tecnología podría proporcionar el impulso para aplicaciones de micropeine en sistemas críticos de potencia como en el espacio, centros de datos y relojes atómicos portátiles o en entornos extremos como aquellos con temperaturas criogénicas.