科學家提出新設想：用超快激光引導無人駕駛汽車行駛

騰訊數碼訊（佳和）普渡大學（Purdue University）和斯坦福在學的研究人員相信，他們已經開發出一種新奇的激光感知技術，它比現有技術更強大，更便宜，有著廣泛的用途，例如，我們可以用激光引導無人駕駛汽車。

研究人員說，與傳統尖端激光束控制裝置相比，新技術處理速度更快，傳統設備使用了相控天線陣列。普渡大學、斯坦福大學開發的激光束控制裝置正在接受測試，它是以光與物質的相互作用作為基礎開發的，硅超表面與短光脈衝會發生作用，脈衝可以由包含頻率梳光譜的鎖模激光器發出。新激光束控制裝置可以以納秒或者皮秒的速度掃描大範圍場景，當前技術需要的時間以微秒計算。

斯坦福材料科學與工程博士後研究員沙勒圖特（Amr Shaltout）認為：「與現有技術相比，新技術簡單很多，能耗也低很多。」他還說：「這種技術將兩個完全不同的領域融合在一起，一是納米光子超表面技術，還有就是超快光學技術。」

激光束控制技術是一種相當關鍵的技術，它可以用在許多地方，比如導航、太空飛行、雷達應用、成像、標籤掃描、機器人、考古、繪圖、大氣物理等領域。提高激光掃描速度與更高的幀速率有關，與還提高圖像解析度有關。

普渡大學教授沙拉耶夫（Vladimir Shalaev）認為：「沙勒圖特的概念相當厲害，老實說，我們有點吃驚，概念如此簡單，效率如此高，比目前人們使用的技術簡單很多，快很多，為什麼之前沒有人嘗試過呢？」他還認為，這一成果是普渡和斯坦福傾力合作的結果。

研究人員認為，它們開發的技術是一種「晶元兼容技術」，不需要額外的能量。新技術以光與物質的相互作用作為基礎開發的，一邊是超表面，一邊是短脈衝，這種短脈衝來自鎖模激光器，上面裝有等距鎖相頻率線。還有一個比較關鍵的地方：新技術用到超表面，超表面來自帶圖案的硅薄膜。

自動駕駛汽車用光偵測測距，或者使用激光雷達，激光雷達與雷達相似，它會發射紅外或者可見光，脈衝碰到物體之後反射，激光雷達測量從發射到反射回來所花的時間，製成圖像。現在我們會在無人駕駛汽車車頂看到旋轉設備，激光雷達可以取代這種設備。問題在於，當前的技術太過昂貴。

沙勒圖特說，使用光子超表面是一個關鍵的新突破。他還說，超表面為光電設計提供了更簡單、更緊湊、更節能的解決方案。將兩種技術結合在一起就可以讓方案變得更簡單。

在目前使用的相位陣列光學技術中，每一根天線的輻射都要單獨控制。在沙勒圖特開發的系統中，每一個部分發出的光頻率稍有不同，也就是說沒有必要持續控制每一根天線，處理時消耗的電量也會減少。

沙勒圖特認為，他們之所以能成功，跨學科研究是關鍵。他說：「有時，行業之外的人會幫助我們，讓我們看清解決方案，找到解決方案，解決不同領域的問題，將它們聯繫在一起。」

現在研究人員要優化技術，讓新技術從實驗室走出來，進入現實世界。他們正在尋找投資者、合伙人，可能還會將技術授權給他人使用。最開始時，新技術可能會在部分地方出現，比如裝進店鋪掃描設備，被機場使用，然後才會進入自動駕駛汽車，甚至被手機製造商使用。

沙勒圖特認為：「看起來這是一門破壞性的技術，它可能讓給行業帶來翻天覆地的變化，這個行業相當巨大，是新興產業。」

來源：techxplore

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