Più veloce non è sempre meglio, soprattutto quando si tratta di un sensore 3D a tecnologia avanzata. Con applicazioni in veicoli autonomi, robot e droni, sistemi di sicurezza e altro ancora, i ricercatori stanno cercando un sensore 3D compatto e facile da usare.

Un team della Yokohama National University in Giappone crede di aver sviluppato un metodo per ottenere un tale sensore sfruttando la luce lenta, una mossa inaspettata in un campo in cui la velocità è spesso valutata al di sopra di altre variabili.

Pubblicano i loro risultati il ​​20 gennaio in ottica , una rivista pubblicata da The Optical Society.

Rilevamento e distanza della luce, chiamato anche LiDAR, i sensori possono mappare la distanza tra oggetti distanti e altro ancora utilizzando la luce laser. Nei moderni sensori LiDAR, molti dei sistemi sono composti da una sorgente laser; un fotorilevatore, che converte la luce in corrente; e un dispositivo di guida del raggio ottico, che dirige la luce nella posizione corretta.

"I dispositivi di pilotaggio del raggio ottico attualmente esistenti utilizzano tutti un qualche tipo di meccanica, come specchi rotanti, " disse Toshihiko Baba, autore di articoli e professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la Yokohama National University. "Questo rende il dispositivo grande e pesante, con velocità complessiva limitata e costo elevato. Tutto diventa instabile, in particolare nei dispositivi mobili, ostacolando la vasta gamma di applicazioni."

Negli ultimi anni, secondo Baba, più ingegneri si sono rivolti agli array ottici phased array, che dirigono il fascio ottico senza parti meccaniche. Ma, Baba ha avvertito, un tale approccio può diventare complicato a causa del gran numero di antenne ottiche richieste, così come il tempo e la precisione necessari per calibrare ogni pezzo.

"Nel nostro studio, abbiamo impiegato un altro approccio, quello che chiamiamo "luce lenta, '", ha detto Baba.

Baba e il suo team hanno usato una speciale guida d'onda "cristallo fotonico, " mirato attraverso un mezzo inciso al silicio. La luce viene rallentata ed emessa nello spazio libero quando è costretta a interagire con il cristallo fotonico. I ricercatori hanno inserito una lente prismatica per poi dirigere il raggio nella direzione desiderata.

"Si ritiene che lo sterzo non meccanico sia cruciale per i sensori LiDAR, " disse Baba.

Il metodo e il dispositivo risultanti sono di piccole dimensioni, privo di meccanica in movimento, ponendo le basi per un LiDAR a stato solido. Tale dispositivo è considerato più piccolo, più economico da realizzare e più resistente, soprattutto nelle applicazioni mobili come i veicoli autonomi.

Prossimo, Baba e il suo team hanno in programma di dimostrare in modo più completo il potenziale di un LiDAR a stato solido, oltre a lavorare sul miglioramento delle sue prestazioni con l'obiettivo finale di commercializzare il dispositivo.