Ein Team von Ingenieuren der University of Texas in Austin und der University of Virginia hat ein einzigartiges Lichterkennungsgerät entwickelt, das schwache Signale, die von weit entfernten Objekten abprallen, schnell verstärkt.
Auf diese Weise könnte die Sicht von selbstfahrenden Autos, Robotern und digitalen Kartentechnologien massiv verbessert werden. Die Funktionsweise ihres neuen Geräts wird in der Tagebuch Naturphotonik .
Die Ingenieure entwickelten eine Lawinenphotodiode mit einer treppenartigen Ausrichtung, die zur Verstärkung des elektrischen Stroms für die Lichtdetektion beiträgt. Das pixelgroße Gerät ist ideal für LiDAR-Empfänger Light Detection and Ranging, die in selbstfahrenden Autos, in der Robotik usw. eingesetzt werden.und Überwachung, erklärten die Forscher in ihrer Studie.
In ihrer Studie erklärte das Team, dass das neue Gerät empfindlicher als vorhandene Lichtdetektoren ist, sodass beispielsweise ein umfassenderes Bild für die Bordcomputer eines Autos erstellt werden kann. Das Gerät beseitigt auch Inkonsistenzen, die auch als Rauschen bezeichnet werden, was typischerweise mit dem selbstfahrenden Erkennungsprozess verbunden ist, was bedeutet, dass autonome Fahrzeuge sicherer werden könnten.
Lawinenphotodiode gibt autonomen Fahrzeugen neue Spezifikationen
Das neue Gerät ist im Wesentlichen eine physische Treppe, die den photoelektrischen Effekt ausnutzen soll. Die Elektronen sind wie Murmeln, die die Treppe hinunter rollen, ineinander stoßen und genug Energie freisetzen, um ein weiteres Elektron freizusetzen.verdoppelt die Anzahl der Elektronen.
Diese konsistente Multiplikation von Elektronen macht das Signal vom Gerät selbst bei schlechten Lichtverhältnissen stabiler und zuverlässiger, erklärten die Forscher.
"Je weniger zufällig die Multiplikation ist, desto schwächer sind die Signale, die Sie aus dem Hintergrund auswählen können." Seth Bank, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Cockrell School in einer Pressemitteilung erklärt . "So können Sie beispielsweise mit einem Laserradarsystem für autonome Fahrzeuge auf größere Entfernungen schauen."
Die Forscher erklärten auch, dass die heutige Technologie viel besser geeignet ist, das große Versprechen der Lawinenphotodiode zu erfüllen, die in den 1980er Jahren von Federico Capasso erfunden wurde.
Ihr Gerät kann beispielsweise bei Raumtemperatur betrieben werden, im Gegensatz zu den empfindlichsten handelsüblichen Lichtdetektoren, die bei Temperaturen von Hunderten von Grad unter Null gehalten werden müssen.
Die Ingenieure planen, ihre Arbeit an ihrem neuen Gerät mit einer Lawinenphotodiode zu kombinieren, die sie im vergangenen Jahr speziell für nahes Infrarotlicht gebaut haben. Sie erklärten, dass dieses Gerät für unglaublich genaue Glasfaserkommunikation und Wärmebilder verwendet werden kann.
Interessanterweise zielt ein Team der Princeton University kürzlich auf die Verbesserung der LiDAR-Technologie ab, während die meisten Forschungen zu selbstfahrenden Autosensoren auf die Verbesserung der LiDAR-Technologie abzielen. vorgeschlagen ein Doppler-Radarsystem das überwindet LiDAR-Einschränkungen und würde es autonomen Fahrzeugen ermöglichen, um Ecken zu sehen.
Natürlich können nicht nur selbstfahrende Autos von diesen neuen Technologien profitieren. LiDAR-Technologie bietet eVTOL Flugzeugvisier kann es Karte des gesamten Geländes außerhalb der Welt und es ermöglicht auch Robotern wie Boston Dynamics 'Spot, in ihrer Umgebung zu navigieren. Verbesserungen in diesem Bereich wirken sich im gesamten Technologiesektor kaskadierend aus, ähnlich wie die Elektronen, die über die neue Lawinenphotodiode im Treppenhaus rollen.