MIT-onderzoek maakt ultracompacte Lidar zonder bewegende delen mogelijk

MIT-onderzoekers hebben een nieuwe stap gezet op het gebied van fotonica. Lidar-sensoren die kleiner, duurzamer en goedkoper zijn dan de huidige, zouden met deze innovatie in de toekomst mogelijk moeten worden. De sensoren zouden geen bewegende onderdelen meer bevatten wat slijtage aanzienlijk verminderd.

Lidar, dat staat voor Light Detection and Ranging, gebruikt infrarood lichtpulsen om afstanden te meten en een zeer nauwkeurig 3D-beeld van de omgeving op te bouwen. Deze technologie is essentieel voor toepassingen zoals zelfrijdende auto’s, drones, luchtmetingen en bouwplaatsmonitoring. Traditionele lidar-systemen zijn echter vaak groot, duur en mechanisch complex doordat ze draaiende onderdelen bevatten die slijten.

Geen bewegende delen

De MIT-onderzoekers ontwikkelden een nieuwe silicium-fotonica-chip. In plaats van elektriciteit gebruikt deze chip licht om informatie te verwerken. Een belangrijk onderdeel van het systeem is een zogeheten optical phased array (OPA), waarmee lichtbundels elektronisch gestuurd kunnen worden zonder bewegende delen.

Tot nu toe hadden dergelijke chips een groot probleem: een beperkt gezichtsveld. Wanneer de geïntegreerde antennes te dicht bij elkaar werden geplaatst, ontstond “crosstalk” — ongewenste interferentie tussen de signalen — waardoor de nauwkeurigheid afnam. Om dat te voorkomen moesten onderzoekers de antennes verder uit elkaar zetten, maar dat leidde weer tot vervormingen en meerdere lichtbundels.

Van 100 naar 1

Het MIT-team loste dit op door drie verschillende antenne-ontwerpen te combineren, elk met een andere geometrie. Daardoor beïnvloeden de antennes elkaar nauwelijks meer, zelfs wanneer ze dicht naast elkaar staan. In hun experimenten werd de interferentie teruggebracht van ongeveer 100 procent naar slechts 1 procent. Tegelijkertijd bleef de lichtbundel nauwkeurig.

Volgens professor Jelena Notaros van MIT lost deze techniek een fundamenteel probleem op binnen geïntegreerde optical phased arrays en kan dit leiden tot lidar-systemen met aanzienlijk betere prestaties dan voorheen mogelijk was. De onderzoekers verwachten dat deze technologie de ontwikkeling van solid-state lidar-systemen zal versnellen voor autonome voertuigen, robotica, defensie, industriële monitoring en luchtkartering. Bovendien zouden dergelijke sensoren kleiner, betrouwbaarder en eenvoudiger te integreren zijn in voertuigen en andere apparaten.

⚠️ Geen vacatures gevonden.