Les lasers à cristal photonique sont un type de « laser à semi-conducteur » dont les points de réseau peuvent être considérés comme des antennes à l'échelle nanométrique, qui peut être agencé pour provoquer l'émission d'un faisceau laser perpendiculairement à la surface. Mais au départ, le faisceau n'irait que dans une seule direction sur un plan à deux dimensions; l'équipe avait besoin de plus de surface à couvrir.

La disposition cyclique des positions des antennes a permis un changement de direction réussi, mais une diminution de la puissance de sortie et une forme déformée ont rendu cette solution non viable.

"La modulation des positions des antennes a provoqué l'annulation de la lumière émise par les antennes adjacentes, " poursuit Noda, "nous conduisant à essayer de changer la taille des antennes."

"Finalement, nous avons découvert que l'ajustement de la position et de la taille résultait en un cristal photonique apparemment aléatoire, produisant un faisceau précis sans perte de puissance. Nous avons appelé cela un "cristal photonique à double modulation".

En organisant ces cristaux, chacun conçu pour émettre un faisceau dans une direction unique, en une matrice, l'équipe a pu construire un compact, commutable, scanner à faisceau bidimensionnel sans besoin de pièces mécaniques.

Les scientifiques ont réussi à construire un scanner capable de générer des faisceaux dans cent directions différentes :une résolution de 10×10. Ceci a également été combiné avec un faisceau laser divergent, résultant en un nouveau type de LiDAR avec une portée améliorée pour détecter des objets.

L'équipe estime qu'avec d'autres améliorations, la résolution peut être multipliée par 900 :jusqu'à une plage de résolution de 300×300.

"Au début, il y avait beaucoup d'intérêt pour savoir si une structure apparemment si aléatoire pouvait réellement fonctionner, " conclut Noda. " Nous pensons maintenant qu'à terme, nous serons en mesure de développer un système LiDAR suffisamment petit pour tenir sur le bout des doigts. "