Trazendo uma revolução na tecnologia LiDAR, uma equipe de pesquisadores da University of Colorado (UC) Boulder desenvolveu um novo conceito de array óptico de fase, serpentine OPA (SOPA) que pode suportar LiDAR de médio a longo alcance. A nova abordagem é baseada em uma matriz interconectada em série de guias de ondas de grade de baixa perda e suporta uma direção de feixe controlada por comprimento de onda 2D totalmente passiva. O sistema é eficiente em termos de espaço e dobra a rede de alimentação na abertura. Ele também permite o agrupamento escalonável de SOPAs em grandes aberturas com um alto fator de preenchimento.
O principal objetivo da pesquisa é tornar o sistema LiDAR mais simples, menor e mais barato e, portanto, muito mais fácil de usar em carros autônomos, smartphones ou videogames. Os pesquisadores demonstraram experimentalmente o primeiro SOPA usando uma varredura de comprimento de onda de 1450–1650 nm para produzir 16.500 pontos endereçáveis em um array 27 × 610. Eles também demonstraram a interferência de campo distante de feixes de dois OPAs separados em um único chip fotônico de silício, como um passo inicial para a imagem computacional de longo alcance baseada em LiDAR em novos esquemas de síntese de abertura ativa.
Com isso, os pesquisadores não apenas desenvolveram uma forma de fazer uma versão disso ao longo de duas dimensões simultaneamente, em vez de apenas uma, mas também trabalharam com cores, usando um padrão de arco-íris para tirar imagens 3-D. Uma vez que os feixes são facilmente controlados simplesmente mudando as cores, vários arranjos de fases podem ser controlados simultaneamente para criar uma abertura maior e uma imagem de resolução mais alta.
A nova descoberta da equipe de pesquisa é um avanço importante na tecnologia de chip de silício para uso em sistemas LiDAR. Podemos ver os resultados dessa inovação no iPhone 12, que pode incluir uma câmera LiDAR. Prevê-se que os avanços no LiDAR para dispositivos de consumo ajudarão na segurança do reconhecimento facial, auxiliarão no mapeamento de mãos e pontos de apoio para rotas de escalada e identificarão animais selvagens, junto com muitas outras aplicações.