Om een revolutie teweeg te brengen in de LiDAR-technologie, heeft een team van onderzoekers van de University of Colorado (UC) Boulder een nieuw optisch phased array-concept ontwikkeld, serpentine OPA (SOPA) dat LiDAR op middellange tot lange afstand zou kunnen ondersteunen. De nieuwe aanpak is gebaseerd op een serieel onderling verbonden reeks verlieslatende golfgeleiders van het rooster en ondersteunt een volledig passieve 2D-golflengtegestuurde straalbesturing. Het systeem is ruimtebesparend en vouwt het voedingsnetwerk in de opening. Het maakt ook schaalbare tegels mogelijk van SOPA's tot grote openingen met een hoge vulfactor.
Het belangrijkste doel van het onderzoek is om het LiDAR-systeem eenvoudiger, kleiner en goedkoper te maken, en dus veel gemakkelijker te gebruiken in zelfrijdende auto's, smartphones of videogames. De onderzoekers hebben de eerste SOPA experimenteel gedemonstreerd met behulp van een golflengte van 1450-1650 nm om 16.500 adresseerbare spots te produceren in een array van 27 × 610. Ze toonden ook de far-field-interferentie van bundels van twee afzonderlijke OPA's op een enkele fotonische siliciumchip aan, als een eerste stap naar lange-afstands computationele beeldvorming LiDAR-gebaseerd op nieuwe actieve apertuursyntheseschema's.
Hiermee hebben de onderzoekers niet alleen een manier ontwikkeld om een versie hiervan langs twee dimensies tegelijk te doen, in plaats van slechts één, maar hebben ze eraan gewerkt met kleur, met behulp van een regenboogpatroon om 3D-afbeeldingen te maken. Omdat de stralen eenvoudig kunnen worden bestuurd door simpelweg van kleur te veranderen, kunnen meerdere phased arrays tegelijkertijd worden bestuurd om een groter diafragma en een afbeelding met een hogere resolutie te creëren.
De nieuwe bevinding van het onderzoeksteam is een belangrijke vooruitgang in siliciumchiptechnologie voor gebruik in LiDAR-systemen. We kunnen de resultaten van deze innovatie zien in iPhone 12, die mogelijk een LiDAR-camera bevat. Verwacht wordt dat de vooruitgang in LiDAR voor consumentenapparaten zal helpen bij de beveiliging van gezichtsherkenning, zal helpen bij het in kaart brengen van hand- en voetsteunen voor klimroutes en het identificeren van dieren in het wild, samen met vele andere toepassingen.