Sürücüsüz araçlarda yeni dönem: Bozuk para büyüklüğünde lazer

Rochester Üniversitesi ve California Üniversitesi, Santa Barbara’dan bilim insanları, sürücüsüz araçların çevre algısını önemli ölçüde iyileştirecek, bozuk para büyüklüğünde bir lazer geliştirdi. Bu lazer, nesneleri ışıkla ölçüp tanımlayan “optik metroloji” alanında büyük bir adım niteliğinde.

Minyatür lazer, lidar teknolojisinin geliştirilmesine katkıda bulunacak. Lidar sistemleri, lazer ışınlarının çevredeki nesnelerden yansımasını analiz ederek, nesnelerin boyut, mesafe ve hız bilgilerini elde ediyor. Bu da sürücüsüz araçların güvenli bir şekilde yol almasını sağlıyor.

Mevcut lidar sistemlerinin karmaşık yapısı ve hata payı, araştırmacılar tarafından yetersiz bulunuyor. Yeni geliştirilen lazer ise, çevre verilerini çok daha hızlı ve hassas bir şekilde topluyor.

Geliştirilen lazer, “frekans modülasyonlu sürekli dalga lidar” (FMCW LiDAR) adlı gelişmiş bir lidar türü için gerekli olan geniş ve hızlı frekans ayarlamasını sağlıyor. Bu özellik, sürücüsüz araçların hareketli nesneleri daha doğru bir şekilde takip etmesini mümkün kılıyor.

Lazerin hassasiyetini göstermek için, araştırmacılar dönen bir disk üzerindeki Lego parçalarından oluşturulmuş “U” ve “R” harflerini algılayabildiğini kanıtladı. Bu sonuç, lazerin hızlı hareket eden nesnelerde bile ayrıntıları seçebildiğini gösteriyor.

Ayrıca, lazerin içerisine PDH (Pound-Drever-Hall) frekans kilitleme sürecinin tüm bileşenlerini entegre etmeyi başardılar. Normalde masaüstü bilgisayar büyüklüğünde bir ekipman gerektiren bu işlem, şimdi küçük bir çip üzerinde gerçekleştirilebiliyor. Bu da lazeri hem daha küçük hem de daha kullanışlı hale getiriyor.

Yeni lazer, düşük hava direncine ihtiyaç duyan sürücüsüz hava araçlarında da kullanılabilir. Bunun yanı sıra, kuantum bilgi işleme veya kütleçekim dalgalarının tespiti gibi son derece hassas lazer sistemleri gerektiren alanlarda da uygulamaları bulunuyor.

Lazer, saniyede 20 kentilyon ışık darbesi gönderebiliyor ve saniyede 40 metre hızla hareket eden nesneleri 40 santimetreden algılayabiliyor. Ayrıca 60 dakika boyunca güvenilir bir şekilde çalışabiliyor.

ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), LUMOS (Evrensel Mikro Ölçekli Optik Sistemler İçin Lazerler) programı kapsamında bu geliştirmeyi destekledi.