La lumière aide les véhicules autonomes à mieux rechercher les objets se déplaçant rapidement à proximité

Une voiture autonome a du mal à faire la différence entre un tout-petit et un sac brun qui apparaît soudainement en raison des limites de la détection des objets à l'aide de la détection et de la télémétrie de la lumière (LiDAR). L'industrie des véhicules autonomes explore le LiDAR à ondes continues à modulation de fréquence (FMCW) pour résoudre ce problème.

Les chercheurs ont mis au point un moyen permettant à ce type de LiDAR d'obtenir une détection à plus haute résolution des objets proches se déplaçant rapidement grâce au contrôle mécanique et à la modulation de la lumière sur une puce de silicium. FMCW LiDAR détecte les objets en balayant la lumière laser depuis le haut d'un véhicule autonome. Un seul faisceau laser se divise en un peigne d'autres longueurs d'onde, appelé micropeigne, pour balayer une zone. La lumière rebondit sur un objet et va au détecteur à travers un isolateur optique ou un circulateur, ce qui garantit que toute la lumière réfléchie se retrouve dans le réseau de détecteurs. La nouvelle méthode utilise des ondes acoustiques pour permettre un réglage plus rapide de ces composants, ce qui pourrait apporter une détection LiDAR FMCW à plus haute résolution des objets proches.

La technologie intègre des transducteurs de systèmes microélectromécaniques (MEMS) en nitrure d'aluminium pour moduler le micropeigne à des fréquences élevées allant du mégahertz au gigahertz. Un réseau de transducteurs MEMS phasés, également utilisés dans les téléphones portables pour discerner les bandes cellulaires, agite la lumière à des fréquences gigahertz en lançant une onde de contrainte semblable à un tire-bouchon dans une puce de silicium. Le mouvement d'agitation module la lumière de sorte qu'elle ne peut se déplacer que dans une seule direction.

D'autres transducteurs de la même technologie excitent une onde acoustique qui secoue la puce à des fréquences mégahertz, démontrant un contrôle et un réglage inférieurs à la microseconde du microcomb ou du soliton à impulsion laser. Cette technique de modulation de la lumière intègre non seulement la mécanique à l'optique, mais également les processus de fabrication impliqués, ce qui rend la technologie plus viable sur le plan commercial. Les transducteurs MEMS sont simplement fabriqués au-dessus de la plaquette photonique en nitrure de silicium avec un traitement minimal.

La nouvelle technologie pourrait donner une impulsion aux applications de micro-peignes dans les systèmes à puissance critique tels que l'espace, les centres de données et les horloges atomiques portables ou dans des environnements extrêmes tels que ceux à températures cryogéniques.