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加州柏克萊大學(University of Berkeley；UC Berkeley)的研究團隊開發出一種新的概念，可讓光源在掃瞄週遭景物時也自動改變其波長。這一途徑可望用於為汽車實現更低成本的光達系統設計。 

雷射掃描儀可為汽車帶來高品質且高解析度的周遭影像，因而被廣泛地視為實現自動駕駛時不可或缺的因素之一。但其缺點在於十分昂貴，有時可能得付出高達一部小轎車的價格。如今，這種情況可望發生改變。由UC Berkeley教授Connie Chang-Hasnain主導的研究團隊發現了一種可使光達(LIDAR)系統降低功耗、重量、尺寸與成本的方法；同樣地，光學同調斷層掃描系統(OCT)也可從這項新的發展中受惠。 

在汽車光達應用中，雷射光束針對目標發光；來回所花費的時間量可用於測量到達該目標的距離。接著雷射光束移動穿過一定的角度或至少360度，如同空中交通控制用的雷達系統。因此，光達系統或雷射掃描儀以明顯較雷達影像更優的品質產生相當詳細的影像，這是因為雷射的波長更短之故。隨著雷射光源移動，它必須持續改變波長來實現處理電路，從而區隔出反射和射出光源。這需要在雷射腔範圍內的精確反射鏡移動。柏克萊大學研究團隊中的一名研究人員Weijan Yang解釋，控制這種運動的機制就是為什麼當今光達系統如此巨大又昂貴的原因。 

這種自掃描雷射耦合了高對比光閘反射鏡的光場與機械運動，並由連接至半導體材料層的機械彈簧所支援。紅光層代表雷射光源增加，而藍光層則來自系統的第二反射鏡。光源的力量導致上層反射鏡產生高速振動，使雷射在掃描時自動改變色彩。
（來源：UC Berkeley）

為了避免這個問題，研究人員們整合了半導體雷射器與反射鏡，大幅減少了雷射光源的大小，使其得以微縮至幾百平方微米。同時，由於功耗降低，使元件可透過1顆AA電池供電。雷射器耦合超薄的高對比光閘(HCG)反射鏡，讓研究人員們可利用光源的實體力量來移動反射鏡。在Chang-Hasnains的實驗室中開發的這種反射鏡是由幾行微小的隆起所組成。

儘管所產生的力量僅幾奈米牛頓範圍，但已足以導致反射鏡振動，從而以紅外線光譜中產生約23nm的波長掃描。這足以提供掃描汽車環境所需要的解析度，並在可在無需外部控制的條件下完成。

根據發表該研究報告的作者表示，這項研究的下一階段在於將其設計整合於目前的光達系統中。

編譯：Susan Hong 

(參考原文：Self-Sweeping Lasers Could Make LIDAR Cheaper，by Christoph Hammerschmidt)

資料來源:電子工程專輯