Группа исследователей из Массачусетского технологического института, работающие по заказу от Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, разработали сверхминиатюрный твердотельный лазерный сканнер-на-чипе. Помимо малых размеров этот LIDAR-сканнер обладает высочайшим быстродействием, он в тысячу раз более быстр, нежели традиционные механические системы, и это позволит реализовать совершенно новые принципы управления самоходными автомобилями-роботами, беспилотниками и другими робототехническими устройствами.
LIDAR-сканнер, разработанный специалистами группы Photonic Microsystems Group Массачусетского технологического института, имеет размер гораздо меньше размера десятицентовой монеты. В его конструкции не имеется никаких движущихся частей, благодаря чему он может производиться большими партиями и по низкой стоимости, которая не будет превышать 10 американских долларов. Для сравнения, стоимость других LIDAR-сканнеров, используемых в автомобилях-роботах, находится в диапазоне от 1 до 70 тысяч долларов, что значительно сужает область их практического применения.
Новые чипы LIDAR-сканнера производятся на стандартных 300-миллиметровых кремниевых подложках. Использование появившихся не так давно принципов кремниевой фотоники, некоторых других уникальных технологий и новых материалов, в частности нитрида кремния, позволило добиться высокого быстродействия устройства, которое в тысячу раз превышает быстродействие механических лазерных сканеров.
Однако, ряд других характеристик крошечного сканера выглядит не столь впечатляюще, нежели характеристики механических систем. Пока новый сканер-на-чипе способен обнаруживать объекты, находящиеся на удалении не более двух метров, а минимальный размер объекта, который может быть обнаружен сканером, составляет 5 сантиметров. Погрешность измерения глубины при этом составляет на данное время 1 сантиметр.
Однако ученые планируют в ближайшем будущем улучшить характеристики созданного ими устройства. В течение следующего года они планируют увеличить дальность действия сканера до 10 метров, а в дальнейшей перспективе дальность будет увеличена до ста метров, что уже сопоставимо с аналогичным показателем механических систем. Параллельно с этим ученые будут добиваться увеличения горизонтальной и вертикальной разрешающей способности до 3 сантиметров во всем диапазоне действия сканера.
И в заключении следует отметить, что разработка лазерного сканера-на-чипе была выполнена в рамках программы Modular Optical Aperture Building Blocks (MOABB), начатой управлением DARPA не так давно. А конечной целью данной программы является разработка отдельных модулей оптических локаторов, сопутствующих технологий и модулей обработки сигналов, которые будут в состоянии справлять с потоками данных со скоростью 40 гигабит в секунду и выше.
Источник:
