Лазерный мир

Все современные разработки важны и являются частью технологического прогресса. Но некоторые из них становятся основой в деле совершенствования многочисленных видов техники, например, лидар, без которого не смогут работать высокотехнологичные устройства.

Лазерный радар

Принцип звуковой и радиолокации известен давно, он используется для определения местоположения каких-то объектов по отражённому звуку или радиоизлучению. Эхолот или радар улавливают собственный отражённый сигнал и по времени отклика определяют расстояние до препятствия, от которого он отразился. В современных устройствах нашли применение усовершенствованные ультразвуковые радары, но у них есть целый ряд недостатков, в частности, с их помощью невозможно определить размеры объектов, их форму и высоту. Это накладывает большие ограничения на использование радаров подобной конструкции. Чтобы расширить возможности современной техники и решить несколько сопутствующих проблем в её разработке, исследователи в своё время разработали лидар, который использует в своей работе свет.

Вернее, в современных лидарах используется лазер, поскольку это существенным образом повышает точность измерений. Благодаря им удалось научить роботов ориентироваться в пространстве, а мобильные телефоны обрели новый функционал. Правда, у лидара тоже имеются недостатки, проистекающие из особенностей его конструкции. Стандартный лидар снабжён вращающейся «головой», которая сканирует при помощи лазерных лучей окружающее пространство. Поэтому он получается большим, громоздким и очень дорогим, ведь приходится использовать недешёвое высокоточное оборудование. Это сильно замедляет развитие техники, поскольку снабдить её подходящими датчиками и соблюсти при этом потолок цен на приемлемом уровне практически невозможно. К счастью, процесс разработки не останавливается никогда. Исследовательская группа из Пхоханского университета науки и технологии продемонстрировала лидар совершенно новой конструкции.

Лидар с метаповерхностью

Южнокорейские учёные создали более совершенную версию устройства, взяв за основу более простой неподвижный лидар. Такие лидары нашли своё применение в мобильных телефонах. Они оборудуются миниатюрным датчиком, но при этом существенно ограничены в возможностях и обладают небольшим углом обзора. Учёные решили в собственной разработке использовать метаповерхность, чтобы расширить обзор до 360 градусов.

Главное отличие метаповерхности от обычного стекла или зеркала состоит в наличии крошечных объектов, при помощи которых можно менять оптические характеристики. К примеру, метаматериал может изменять угол отражения света в зависимости от того, с какой стороны приходит луч, или же вообще отражать свет только в одном направлении, полностью блокируя в обратном. Тот же принцип использовали учёные из Пхоханского университета. Только вместо того, чтобы изменять оптические характеристики света, они заставили лазерный луч отражаться в нужном им направлении. Если для покрытия сферы 360 градусов сканер должен был вращаться вокруг своей оси, то здесь лучи преломляются метаповерхностью под нужным углом, даже если «цель» находится позади излучателя.

Разработанный южнокорейскими учёными прототип выдаёт 10 тысяч лазерных лучей, равномерно распределяя их по всей сфере. Датчики улавливают отражённое излучение и фиксируют любые объекты в пределах видимости лидара. По словам исследователей, разработанная ими технология позволяет печатать метаповерхность на любом стекле или гибком материале, что позволит наносить её даже на очки дополненной реальности. В результате получается сравнительно дешёвый и простой лидар, которым можно оборудовать любое устройство, даже самое миниатюрное.

Источник: https://novate.ru/news/8076/