Создан сканнер, работающий в 1000 раз быстрее обычного

Группа исследователей из Массачусетского технологического института, работающие по заказу от Управления перспективных исследовательских программ

Группа исследователей из Массачусетского технологического института, работающие по заказу от Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, разработали сверхминиатюрный твердотельный лазерный сканнер-на-чипе.Чип лазерного сканера 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.Структура чипа сканераОднако, 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