LiDAR opfanger afstandssignaler med mikronøjagtighed

Light Detection And Ranging (LiDAR) har været velkendt, da det giver stor nøjagtighed, og viser lovende udsigter inden for autonome køretøjer og forskellige områder. Traditionel frekvensmoduleret kontinuerlig bølge (FMCW) LiDAR rækkevidde er baseret på heterodyn detektion, beregning af ukendt afstand ved at udtrække frekvensen af ​​interferenssignalet. Imidlertid, sådan teknik lider af frekvensmodulation (FM) ikke-linearitet, hvilket fører til unøjagtige måleresultater.

På grund af det ikke-lineære forhold mellem laserbølgelængden og injektionsstrømmen, spektret af slagsignalet udvides, selvom laseren udsender et trekantsignal.

For at løse problemet, et forskergruppe ledet af prof. Zhang Wenfu fra Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) foreslog en ny tilgang, der prøver de varierende signaler ved lige frekvensintervaller ved hjælp af mikroresonator soliton kam. Resultaterne blev offentliggjort i Optik bogstaver .

I det nye system, nøjagtig slagfrekvens er ikke påkrævet, så databehandlingstrinnet er væsentligt forenklet. I stedet, den ukendte afstand er givet af det lineære forhold mellem det målte frekvensinterval og den tilsvarende fase af afstandssignalet.

Desuden, takket være de stabile frekvenskarakteristika af soliton-kammen sikre nøjagtig prøvetagning, systemet er næsten uigennemtrængeligt for ekstern interferens. Systemets optiske vej er næsten upåvirket af omgivende temperatur og luftfugtighed, da den lange optiske fiber ikke er blevet brugt.

Forsøget viser, at afstandsfejlen er mindre end 20 μm ved en måleafstand på 2 meter, det lovende resultat og fordelene beskrevet ovenfor indikerer, at den foreslåede tilgang har et stærkt anvendelsespotentiale inden for præcisionsfremstilling.