超快激光控制转向系统：未来激光雷达“终结者”？

据麦姆斯咨询报道，在不久的将来，自动驾驶汽车将使用基于激光束的转向系统，与目前基于无线电波的系统相比更加快速。该技术比现有的避免事故系统技术的性能更佳，效率更高。

根据普渡大学发布的一份报告显示，正如研究人员现在所说的，激光束控制比任何采用相控阵天线（phased antenna-array）技术的自动转向系统都要快得多。这种转向系统基于脉冲激光与硅基表面之间的相互作用。脉冲激光由“带有频率梳光谱的锁模激光器”产生。

基于激光束的转向装置可以在纳秒或皮秒级的时间内进行大角度的扫描，而现有技术则需要微秒级的时间才能完成。

“相比现有的技术，这项技术的复杂程度大大降低且功耗更低，”斯坦福大学材料科学与工程学院的博士后研究人员Amr Shaltout提出了这个想法，“该技术融合了两种不同领域的技术：纳米光学（光在纳米级的行为）超表面（metasurface，能操纵光的表面）和超快光学。”

快速扫描意味着更高的帧速率，这又对应用程序提出了高分辨率输出的要求。基于激光束的转向装置不需要任何附加的电源，并与芯片兼容。据报告，这种完全基于超表面的光与物质相互作用，可以被集成到图案化的硅薄膜中。

斯坦福大学的材料科学与工程系教授Brongersma谈论：“这为所有纳米级电子电路提供允许激光束转向这一令人兴奋的功能奠定了基础。”

自动驾驶汽车使用的激光雷达（LiDAR）与雷达相似，但并不是利用物体表面返回的无线电波，而是利用红外光或可见光。这就是为什么许多自动驾驶汽车顶上都安装了一个奇怪的旋转装置。基于激光束的转向装置可以替代这种昂贵的装置，从而降低整体成本。普渡大学的Vladimir Shalaev认为，“这似乎是套颠覆性的解决方案，未来在自动驾驶这个庞大、新兴的产业将产生巨变。”

根据报告，基于激光束的转向装置除了应用在自动驾驶汽车外，还可以用于其他需要导航的领域，如太空飞行、雷达、成像、标记扫描、考古学、测绘、机器人技术以及其他类似领域。