Light Detection And Ranging (LiDAR) er aðallausnin til að veita hárnákvæmni og háhraða sjónskynjun og skynjun. Í LiDAR kerfinu er leysiljósgjafinn sem skannar rýmið á áhrifaríkan hátt kjarninn til að átta sig á ratsjárskynjun og skynjunarvirkni. Tæknilausnum til að gera geislaskönnun er skipt í óvirka geislaskönnun og virka geislaskönnun. Hlutlaus geislaskönnun felur í sér LIDAR (Micro-Electro-Mechanical System) (MEMS) sem gerir staðbundna geislaskönnun með vélrænum snúningi og all-solid-state Optical Phased Array (OPA), sem gerir geislaskönnun með því að breyta bylgjuleiðari. (OPA), sem sveigir geislann og nær fram vélrænni lausri skönnun með því að breyta rúmfræði eða brotstuðulsdreifingu bylgjuleiðarans. Ólíkt núverandi óvirku skönnunarkerfi eins og MEMS og OPA, notar virk geislaskönnun (ABS) virkan útgefinn ljósgjafa til að skanna, sem getur í raun bætt orkubreytingarskilvirkni kerfisins, aukið afköst og dregið úr flókið geimkerfi. .
Nýlega, teymi fræðimanns Zheng Wanhua frá Institute of Semiconductors, Kínverska vísindaakademíunni, ásamt teymi Peng Chaojieqing háskólans í Peking, áttaði sig á rafsprautuðum virkri staðbundinni leysigeislaskönnun byggða á Photonic Crystal Surface Emitting Laser (PCSEL). Uppbyggingin tekur AlGaInAs skammtafræðina vel sem ávinningsmiðilinn og notar ljóseindakristalla af endanlegri stærð til að magngreina samfelldu orkuböndin í stakar stillingar og fá margraða stillingar sem samsvara örvun mismunandi dreifingarhorna í fjarsviðinu; ásamt burðarþolsmótun, eru mismunandi röðunarhamir spenntir undir mismunandi innspýtingarstraumum, þannig að virka geislaskönnun verður til. Rafmagnssprautað PCSEL veitir stuðning íhluta fyrir 2D virka leysigeimskönnun ratsjá.
Núverandi uppspretta er notuð til að keyra leysirinn á miklum hraða til að átta sig á geislaskönnun á allt að 1 MHz hraða, sem er ein til tvær stærðargráður framför í skönnunarhraða samanborið við hefðbundið MEMS kerfi. Laserinn er fær um að auka samhliða mælikvarða skynjunar, sveigjanleika og draga úr orkunotkun. Annars vegar er leysirinn ein efnilegasta tæknileiðin fyrir LIDAR, leysimyndatöku og leysiskynjun, og veitir nýjan stjórnbúnað fyrir virka áfangaraða ratsjá; á hinn bóginn hafa yfirborðslosunareiginleikar þess einstaka kosti á sviði skynjunarskynjunar, ljóseindasamþættingar og stórra fylkinga.
Niðurstöðurnar, sem bera titilinn "Active Beam Steering Enabled by Photonic-Crystal Surface Emitting Laser", voru birtar 11. júlí í American Chemical Society Nano (ACS Nano). -Nano (DOI: 10.1021/acsnano.3c09793). Mingjin Wang, ungur vísindamaður Institute of Semiconductors (ISS), og Feifan Wang, nýdoktor við Peking University (Peking University), eru með-fyrstu höfundar greinarinnar, og Wanhua Zheng, fræðimaður ISS, og Chao Peng, prófessor við háskólann í Peking, eru samsvörunarhöfundar.
Þessi vinna var studd af National Key Research and Development Program of China og National Natural Science Foundation of China.
Mynd 1 PCSEL magngreining á samfelldum orkusviðum í stakar stillingar
Mynd 2 Háhraða geislaskönnun
