تطوير أنظمة الليدار بتقنية توجيه الحزمة القائمة على الرقاقة

حقق العلماء في الجامعة التقنية في الدنمارك تقدمًا رائدًا لأنظمة الليدار ، حيث طوروا تقنية جديدة لتوجيه الحزمة تعتمد على الرقائق تعمل على تحسين الليدار بشكل كبير.

تعد أنظمة Lidar (الكشف عن الضوء وتحديد المدى) ضرورية في العديد من التطبيقات، بما في ذلك القيادة الذاتية، والاتصالات البصرية في الفضاء الأحر، التصوير ثلاثي الأبعاد، والاستشعار الطبي الحيوي، والواقع الافتراضي.

 يستخدم Lidar نبضات الليزر للحصول على معلومات ثلاثية الأبعاد حول مشهد أو كائن.

الآن، من المحتمل أن يكون الباحثون قد تخلصوا من بعض عيوب تقنية الليدار الحالية، ورائدا جهاز توجيه شعاعي جديد قائم على الرقائق قد يؤدي إلى ليدار صغير الحجم وفعال من حيث التكلفة وعالي الأداء.

علق هاو هو، قائد البحث من الجامعة التقنية في الدنمارك، قائلاً: “توجيه الحزمة الضوئية هو تقنية أساسية لأنظمة الليدار ، لكن أنظمة توجيه الحزمة الميكانيكية التقليدية ضخمة ومكلفة وحساسة للاهتزاز ومحدودة السرعة.

“على الرغم من أن الأجهزة المعروفة باسم المصفوفات الطورية الضوئية القائمة على الرقاقة (OPAs) يمكنها توجيه الضوء بسرعة وبدقة بطريقة غير ميكانيكية، إلا أن هذه الأجهزة تتمتع حتى الآن بجودة شعاع رديئة ومجال رؤية أقل من 100 درجة.”

يتغلب OPA الجديد للفريق القائم على الرقائق على مجموعة من المشكلات التي كانت محدودة في OPA.

 تعمل تقنيتهم ​​على تخفيف الأثر البصري الرئيسي المعروف باسم التعرج، مما يعني أن توجيه الحزمة يتم تحقيقه عبر مجال رؤية كبير مع الحفاظ على جودة الحزمة العالية، مما يؤدي إلى تحسين أنظمة الليدار بشكل كبير.

وأضاف هو: “نعتقد أن نتائجنا رائدة في مجال توجيه الحزمة الضوئية.

 يضع هذا التطور الأساس لليدار القائم على OPA وهو منخفض التكلفة وصغير الحجم، مما يسمح باستخدام الليدار على نطاق واسع لمجموعة متنوعة من التطبيقات مثل أنظمة مساعدة السائق المتقدمة عالية المستوى التي يمكن أن تساعد في القيادة ومواقف السيارات وزيادة السلامة. “

تحسين المصفوفات على مراحل بصرية

تسهل OPA توجيه الحزمة من خلال التحكم في ملف طور الضوء إلكترونيًا لتشكيل أنماط ضوء محددة.

تستخدم OPA التقليدية مجموعة من الأدلة الموجية لإصدار حزم مختلفة من الضوء، ثم يتم تطبيق التداخل في المجال البعيد (بعيدًا عن الباعث) لتشكيل نمط.

ومع ذلك، نظرًا لأن بواعث الدليل الموجي هذه متباعدة عن بعضها البعض وتولد حزمًا متعددة في المجال البعيد، يتم إنشاء قطعة أثرية بصرية تُعرف باسم “التعرج”. 

يجب أن تكون البواعث أقرب لتجنب التشويش وتحقيق رؤية بزاوية 180 درجة. ومع ذلك، فإن هذا يسبب تداخلًا قويًا بين البواعث المجاورة ويقلل من جودة الحزمة.

للتغلب على هذا القيد، ابتكر الفريق OPA جديدًا يحل محل بواعث متعددة من OPA التقليدية مع صريف بلاطة لإنشاء باعث واحد، والقضاء على مشكلة التعرج لأن القنوات المجاورة في صريف الألواح يمكن أن تكون قريبة للغاية.

هذا ليس ضارًا لأنه يتيح التداخل وتشكيل الحزمة في المجال القريب (بالقرب من الباعث الفردي)، مما يعني أنه يمكن بعد ذلك إرسال الضوء إلى المجال البعيد بالزاوية المرغوبة.

 بالإضافة إلى ذلك، طبق الباحثون تقنيات بصرية لتقليل ضوضاء الخلفية وغيرها من المشغولات البصرية مثل الفصوص الجانبية.

تحسين المصفوفات على مراحل بصرية

اختراق لليدار

طور العالم نظام تصوير خاص لتقييم تقنيتهم ​​الجديدة، وقياس متوسط ​​القوة البصرية للمجال البعيد على طول الاتجاه الأفقي على مدى 180 درجة من مجال الرؤية. 

أوضحت النتائج أن الجهاز يمكن أن يحقق توجيه حزمة خالية من التعرج في هذا الاتجاه، على الرغم من ملاحظة بعض تدهور الحزمة.

بعد ذلك، اختبر الفريق توجيه الحزمة في الاتجاه العمودي من خلال ضبط الطول الموجي من 1480 نانومتر إلى 1580 نانومتر، مما يحقق نطاق ضبط يبلغ 13.5 درجة. 

علاوة على ذلك، فقد أظهروا تعدد استخدامات OPA باستخدامه لتكوين صور ثنائية الأبعاد للأحرف D وT وU تتمحور حول زوايا -60 درجة و0 درجة و60 درجة. 

يعمل الفريق الآن على تنفيذ توجيه الحزمة بدقة أعلى ونطاق أوسع.

واختتم هو جين تاو قائلاً: “يُظهر OPA الجديد المستند إلى الرقاقة أداءً غير مسبوق ويتغلب على المشكلات طويلة الأمد الخاصة بـ OPA من خلال تحقيق توجيه شعاع ثنائي الأبعاد خالٍ من التعرج في نفس الوقت على مجال الرؤية بالكامل 180 درجة وجودة شعاع عالية مع مستوى منخفض الفص الجانبي.. “

المصدر: innovationnewsnetwork

قد يهمك:

افضل استضافة مواقع

متخصص محترف seo

استضافة ووردبريس

حماية ووردبريس من الاختراق

أفضل قالب ووردبريس

أنت تستخدم إضافة Adblock

يعتمد موقع انشاء على الاعلانات كمصدر لدعم الموقع، يجب عليك ايقاف تشغيل حاجب الاعلانات لمشاهدة المحتوي