دانشمندان دانشگاه فنی دانمارک موفق به ساخت یک لیدار در ابعاد کوچکتر و ارزانتر شدند که این قابلیت را دارد بسیاری از مشکلات OPAها را حل کند. لیدار یک فناوری سنجش از راه دور است که از طریق تابش لیزر به هدف و تحلیل نور تابانده شده می تواند فاصله را اندازه گیری کند. برای آشنایی بیشتر با این تکنولوژی تا پایان مطلب با های فن تک همراه باشید.
این مطالعه به تازگی در مجله Optica و مجله Optica Publishing Group منتشر شد. هو و همکار یونگ لیو که نویسندگان اصلی این مقاله هستند، توانستند یک OPA مبتنی بر تراشه بسازند که قادر است فرمان پرتو را با میدان دید وسیع بدون به خطر انداختن کیفیت پرتو انجام می‌دهد. این دستگاه همچنین می تواند سیستم های لیدار کوچک، مقرون به صرفه و با کارایی بالا را فعال کند.
این دستگاه می‌تواند یک مصنوع نوری کلیدی معروف به aliasing را حذف کند و به هدایت پرتو در یک میدان دید بزرگ دست یابد و در عین حال کیفیت پرتو بالا را حفظ کند. این ترکیب می تواند سیستم های لیدار را تا حد زیادی ارتقا بدهد.
هو معتقد است که: " نتایج ما در زمینه هدایت پرتو نوری در نوع خود پیشرو است. ما شرایط را برای ساخت لیدار مبتنی بر OPA ایجاد می‌کنیم که کم‌هزینه و جمع‌وجور باشد، که لیدار بتواند به صورت گسترده در زمینه های مختلف از جمله سیستم‌های کمک راننده پیشرفته در خودروها که به رانندگان در پارک کردن کمک می کند، استفاده شود و سطح ایمنی خودرو را افزایش دهد."
طراحی OPA جدید
OPA ها هدایت پرتو را از طریق کنترل الکترونیکی پروفیل فاز نور به منظور ساخت الگوهای نوری منحصر بفرد انجام می دهند. به طور معمول OPAها برای انتشار پرتوهای نور زیاد از آرایه های موجبرها استفاده می کنند و برای تشکیل الگو تداخل در میدان دور اعمال می شود. ساطع کننده های موجبر معمولاً در فاصله های معینی از هم قرار داشته و پرتوهای زیادی را در میدان دور یک مصنوع نوری به نام aliasing ایجاد می کنند. برای ممانعت از خطای aliasing و به دست آوردن یک میدان دید 180 درجه‌ای، ساطع کننده ها باید نزدیک به هم باشند، اما این باعث تداخل شدید بین ساطع کننده‌های (emitter) مجاور و در نتیجه کاهش کیفیت پرتو می شود. بنابراین، بین میدان دید OPA و کیفیت پرتو یک رابطه وجود داشته است.
برای غلبه بر این رابطه، دانشمندان OPA جدیدی را طراحی کردند که برای ایجاد یک ساطع کننده واحد، تعدادی از ساطع کننده OPA های قدیمی را با یک توری تخته ای جایگزین می کند. این روش خطای aliasing را حذف می کند به دلیل این که کانال های مجاور در شبکه های دال می توانند در فاصله های نزدیک تری به هم قرار گیرند. جفت شدن کانال های مجاور در شبکه دال اشکالی ندارد زیرا تشکیل پرتو و تداخل در میدان های نزدیک به تک امیتر یا ساطع کننده را امکان پذیر می کند. آن ها سپس نور را با یک زاویه مشخص به میدان دور ساطع می کنند. از طرف دیگر، محققان برای کم کردن نویز پس‌زمینه و سایر مصنوعات نوری مانند دستگاه های جانبی، از روش های نوری اضافی استفاده کردند.
کیفیت بالا و میدان دید وسیع
دانشمندان برای آزمایش دستگاه جدید، یک سیستم تصویربرداری مخصوص نیز برای اندازه گیری میانگین توان نوری میدان دور در راستای جهت افقی با میدان دید 180 درجه ساختند. آنها نشان دادند که هدایت پرتو در این جهت، به ویژه در زوایه 70 درجه، می تواند مقداری از پرتو را تضعیف کند.
آن ها با تنظیم طول موج از 1480 نانومتر به 1580 نانومتر، مسیر پرتو را در جهت عمودی مشخص کردند و به محدوده تنظیم 13.5 درجه دست یافتند. در آخر، آنها میزان تطبیق پذیری OPA را با ساختن تصاویر دوبعدی حروف "D"، "T" و "U" در زوایای 60 درجه، 0 درجه و با تنظیم هر دو طول موج نشان دادند. تغییر دهنده های فاز آزمایش‌ها با عرض پرتو 2.1 درجه تعیین شده بود که دانشمندان در تلاش هستند با کاهش آن بتوانند به پرتوهایی با وضوح بالاتر و برد بیشتر دست پیدا کنند.
هو می‌گوید: «OPA مبتنی بر تراشه جدید، عملکرد فوق العاده‌ای از خود نشان داده و توانسته با دستیابی همزمان به پرتو دو بعدی آزاد در میدان دید 180 درجه‌ای، کیفیت پرتو بالاتر و سطح لوب جانبی پایین، مشکلات معمول OPA را حل کند.»