향상된 라이다 기술, 자율주행차 고속 물체 탐지 개선

자율주행차는 라이다(LiDAR)를 사용해 물체를 감지하는 방식의 한계 때문에 갑자기 나타나는 유아와 갈색 가방 차이를 인식하기 어렵습니다. 자율주행차 업계는 주파수 변조 연속파(FMCW) 라이다로 이 문제 해결을 모색 중입니다.

연구자들은 기계적 제어와 실리콘 칩 위 빛 변조로 이 유형 라이다가 인근 고속 이동 물체에 대한 더 높은 해상도 탐지를 달성할 수 있는 방법을 구축했습니다. FMCW 라이다는 자율주행차 지붕에서 레이저 빛을 스캔하여 물체를 감지합니다. 단일 레이저 빔이 다른 파장 조합인 마이크로콤(microcomb)으로 분할되어 영역을 스캔합니다. 빛이 물체에서 반사되어 광학 아이솔레이터 또는 순환기를 통해 검출기로 가며, 모든 반사광이 검출기 어레이에 도달하도록 보장합니다. 새로운 방법은 음향파를 사용하여 이 구성요소들의 더 빠른 튜닝을 가능하게 하여 인근 물체 고해상도 FMCW 라이다 탐지를 가져올 수 있습니다.

이 기술은 메가헤르츠에서 기가헤르츠 범위 고주파수에서 마이크로콤을 변조하기 위해 알루미늄 나이트라이드로 만든 마이크로전자기계시스템(MEMS) 트랜스듀서를 통합합니다. 셀룰러 대역 구분에 사용되는 휴대전화용 위상 배열 MEMS 트랜스듀서 어레이도 실리콘 칩에 코르크스크류 같은 응력파를 발사하여 기가헤르츠 주파수로 빛을 교반합니다. 교반 운동은 빛을 한 방향으로만 이동하도록 변조합니다.

같은 기술의 다른 트랜스듀서들은 메가헤르츠 주파수로 칩을 흔드는 음향파를 여기시켜 레이저 펄스 마이크로콤 또는 솔리톤의 서브마이크로초 제어와 튜닝을 시연합니다. 이 빛 변조 기술은 역학과 광학뿐만 아니라 관련 제조 공정도 통합하여 기술을 더 상업적으로 실행 가능하게 만듭니다. MEMS 트랜스듀서는 최소한의 처리로 실리콘 나이트라이드 포토닉스 웨이퍼 위에 단순히 제작됩니다.

새로운 기술은 우주, 데이터센터, 휴대용 원자시계 같은 전력 중요한 시스템이나 극저온 환경 같은 극한 환경에서 마이크로콤 애플리케이션을 위한 추진력을 제공할 수 있습니다.