Plus vite n'est pas toujours mieux, surtout quand il s'agit d'un capteur 3D à la pointe de la technologie. Avec des applications dans les véhicules autonomes, robots et drones, systèmes de sécurité et plus, les chercheurs aspirent à un capteur 3D compact et facile à utiliser.

Une équipe de l'Université nationale de Yokohama au Japon pense avoir développé une méthode pour obtenir un tel capteur en profitant d'une lumière lente, un mouvement inattendu dans un domaine où la vitesse est souvent valorisée au-dessus d'autres variables.

Ils publient leurs résultats le 20 janvier dans Optique , un journal publié par The Optical Society.

Détection et télémétrie lumineuse, également appelé LiDAR, les capteurs peuvent cartographier la distance entre des objets distants et plus à l'aide de la lumière laser. Dans les capteurs LiDAR modernes, de nombreux systèmes sont composés d'une source laser; un photodétecteur, qui convertit la lumière en courant; et un dispositif d'orientation de faisceau optique, qui dirige la lumière au bon endroit.

« Les dispositifs de direction de faisceau optique actuellement existants utilisent tous une sorte de mécanique, tels que les miroirs rotatifs, " dit Toshihiko Baba, auteur de l'article et professeur au Département de génie électrique et informatique de l'Université nationale de Yokohama. "Cela rend l'appareil grand et lourd, avec une vitesse globale limitée et un coût élevé. Tout devient instable, en particulier dans les appareils mobiles, entravant le large éventail d'applications."

Dans les années récentes, selon Baba, de plus en plus d'ingénieurs se sont tournés vers les réseaux optiques à commande de phase, qui dirigent le faisceau optique sans pièces mécaniques. Mais, Baba a prévenu, une telle approche peut devenir compliquée en raison du grand nombre d'antennes optiques nécessaires, ainsi que le temps et la précision nécessaires pour calibrer chaque pièce.

« Dans notre étude, nous avons utilisé une autre approche, ce que nous appelons « lumière lente, '" dit Baba.

Baba et son équipe ont utilisé un guide d'ondes spécial "cristal photonique, " visant à travers un support gravé au silicium. La lumière est ralentie et émise vers l'espace libre lorsqu'elle est forcée d'interagir avec le cristal photonique. Les chercheurs ont engagé une lentille prismatique pour ensuite diriger le faisceau dans la direction souhaitée.

« La direction non mécanique est considérée comme cruciale pour les capteurs LiDAR, " dit Baba.

La méthode et le dispositif résultants sont de petite taille, sans mécanique en mouvement, préparer le terrain pour un LiDAR à semi-conducteurs. Un tel appareil est considéré comme plus petit, moins cher à fabriquer et plus résistant, en particulier dans les applications mobiles telles que les véhicules autonomes.

Prochain, Baba et son équipe prévoient de démontrer plus pleinement le potentiel d'un LiDAR à l'état solide, ainsi que de travailler sur l'amélioration de ses performances dans le but ultime de commercialiser l'appareil.