MIT-Ingenieure haben eines der schwierigsten Probleme bei Chip-basiertem Lidar gelöst: Wie man lichtlenkende Antennen dicht beieinander packt, ohne dass sie sich gegenseitig stören. Ihr am Mittwoch in Nature Communications veröffentlichter Durchbruch reduziert Antenneninterferenzen von nahezu 100% auf nur 1% und könnte selbstfahrenden Autos eine dramatisch bessere Sicht auf die Straße verschaffen.
Das Problem mit Lidar auf einem Chip
Lidar – die laserbasierte Sensortechnologie, die autonomen Fahrzeugen ermöglicht, die Welt in 3D zu 'sehen' – basierte traditionell auf großen, rotierenden mechanischen Einheiten. Festkörper-Silizium-Photonik-Versionen existieren, leiden aber unter einem schmalen Sichtfeld, weil ihre Antennen nicht nahe genug beieinander platziert werden können.
Drei Formen, eine Lösung
Das MIT-Team unter der Leitung von Professorin Jelena Notaros vom Research Laboratory of Electronics entwarf ein Array von Antennen mit drei unterschiedlichen Formen – jede mit unterschiedlichen Breiten und Lichtstreuungsmustern. Da jeder Antennentyp einen anderen 'Ausbreitungskoeffizienten' hat, 'sehen' benachbarte Antennen einander einfach nicht, wodurch Übersprechen eliminiert wird, während sie dicht gepackt bleiben.
Von 100% Interferenz zu 1%
In experimentellen Tests hätte ein konventionelles optisches Phased-Array eine Kopplung von etwa 100% produziert. Das MIT-Design reduzierte dies auf etwa 1%, während ein einzelner sauberer, präziser Strahl über ein breites Sichtfeld gelenkt wurde – ohne Geisterbilder.
'Die Funktionalität, die wir in dieser Arbeit demonstriert haben, löst ein grundlegendes Problem für integrierte optische Phased-Array-Technologie und ermöglicht zukünftige Lidar-Sensoren mit deutlich höherer Leistung', sagte Notaros.
