자율주행차가 빠르게 움직이는 물체를 더 잘 검색할 수 있도록 도와주는 조명

자율주행차는 LiDAR(Light Detection and Ranging)를 활용해 사물을 감지하는 방식에 한계가 있어 유아와 갑자기 나타난 갈색 가방을 구분하기 어렵다. 자율주행차 업계는 이 문제를 해결하기 위해 FMCW(주파수 변조 연속파) LiDAR를 탐색하고 있습니다.

연구원들은 이러한 유형의 LiDAR가 실리콘 칩의 빛을 기계적으로 제어하고 변조하여 근처에서 빠르게 움직이는 물체를 고해상도로 감지할 수 있는 방법을 구축했습니다. FMCW LiDAR는 자율주행 차량 상단에서 레이저 광선을 스캔하여 물체를 감지합니다. 단일 레이저 빔은 마이크로콤이라고 하는 다른 파장의 빗으로 분할되어 영역을 스캔합니다. 빛은 물체에서 반사되어 광학 절연체 또는 순환기를 통해 감지기로 이동하여 반사된 모든 빛이 감지기 어레이에서 끝나도록 합니다. 새로운 방법은 음파를 사용하여 이러한 구성 요소를 더 빠르게 조정할 수 있으므로 주변 물체에 대한 고해상도 FMCW LiDAR 감지가 가능합니다.

이 기술은 메가헤르츠에서 기가헤르츠 범위의 고주파수에서 마이크로콤을 변조하기 위해 질화알루미늄으로 만든 MEMS(Microelectromechanical Systems) 변환기를 통합합니다. 셀룰러 대역을 식별하기 위해 휴대전화에서도 사용되는 단계적 MEMS 변환기 어레이는 코르크 마개 같은 응력파를 실리콘 칩에 발사하여 기가헤르츠 주파수에서 빛을 휘젓습니다. 휘젓는 동작은 빛이 한 방향으로만 이동할 수 있도록 조절합니다.

동일한 기술의 다른 변환기는 메가헤르츠 주파수에서 칩을 흔드는 음파를 발생시켜 레이저 펄스 마이크로콤 또는 솔리톤의 마이크로초 미만 제어 및 조정을 보여줍니다. 이 광 변조 기술은 역학을 광학과 통합할 뿐만 아니라 관련된 제조 프로세스를 통합하여 기술을 보다 상업적으로 실행 가능하게 만듭니다. MEMS 변환기는 최소한의 공정으로 질화규소 포토닉스 웨이퍼 위에 간단하게 제작됩니다.

이 새로운 기술은 우주, 데이터 센터, 휴대용 원자 시계와 같은 전력이 중요한 시스템이나 극저온과 같은 극한 환경에서 마이크로콤 애플리케이션에 추진력을 제공할 수 있습니다.