激光雷达，尺寸和成本大降

来源：半导体行业观察

编辑：感知芯视界 Link

日本京都大学等开发出了将可用于自动驾驶汽车的高性能传感器缩小到三分之一并降低制造费用的技术。该技术使用了可对光进行精密控制的“光子晶体激光器”。目标是在2020年代后半期实现实用化。

自动驾驶汽车与传统汽车相比，需要安装很多传感器和运算性能高的计算机，因此制造成本往往较高。

激光雷达的单价为几万日元（1万日元约合人民币490元），车上需要设置多个，因此必须降低制造成本。

传统半导体激光器如果提高输出功率的话，光线就会扩散，无法向目标对象发出足够的光，存在传感器精度下降的问题。虽然也可以把多个透镜巧妙地组合在一起，这样就能避免光的扩散，但设备尺寸会增大，价格也会更高。

研究人员在半导体激光器中嵌入了光子晶体层，使其只发出特定波长的光。可以在垂直方向发出高功率的光。因为光的波长范围小，光线不会扩散，所以传感器的精度高。由于还省去了用来调整光线的透镜，所以可以缩小尺寸。

光子晶体可通过在晶体内有规律地形成几百纳米（1纳米是十亿分之一米）大小的孔洞，对光进行控制。通过根据特定的光波长制作孔洞，可以实现完全不透光的“光子绝缘体”，或者改变特定波长下的折射率。这一技术可以通过孔洞的大小、形状、间隔长度等实现多种控制，还能广泛应用于LiDAR以外的其他领域。

研究人员利用光子晶体激光器，成功使进行金属等精密加工的装置大大缩小了尺寸。通过调整微小孔洞的穿孔方法，减少了分散的光，提高了激光输出，并将其应用于加工机。

以前，必须使用几十厘米以上的大尺寸设备，才能发出可用于加工机的足够亮度的激光，今年已经有直径为3毫米的激光发生器，实现了与大尺寸设备同等的亮度。相关研究机构表示，未来的目标是实现10倍的激光输出。

光子晶体还有望对作为新一代信息技术而备受期待的使用光的信息处理和通信发挥重要作用。

审核编辑 黄宇