Fig. Inverkan av FM-olinjäritet på avståndsresultat. Kredit:XIOPM
Light Detection And Ranging (LiDAR) har varit välkänt eftersom det erbjuder hög avståndsnoggrannhet, och visar lovande framtidsutsikter inom autonoma fordon och olika områden. Traditionell frekvensmodulerad kontinuerlig våg (FMCW) LiDAR-intervall baseras på heterodyndetektering, beräkna okänt avstånd genom att extrahera frekvensen för störsignalen. Dock, sådan teknik lider av icke-linjäritet i frekvensmodulering (FM), vilket leder till felaktiga avståndsresultat.
På grund av det olinjära förhållandet mellan laservåglängden och injektionsströmmen, spektrumet för slagsignalen breddas även om lasern avger en triangelsignal.
För att lösa problemet, ett forskarlag ledd av prof. Zhang Wenfu från Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) föreslog ett nytt tillvägagångssätt som samplar avståndssignalerna med lika frekvensintervall med hjälp av mikroresonatorsolitonkam. Resultaten publicerades i Optik bokstäver .
I det nya systemet, noggrann slagfrekvens krävs inte så att databearbetningssteget avsevärt förenklas. Istället, det okända avståndet ges av det linjära förhållandet mellan det uppmätta frekvensintervallet och motsvarande fas för avståndssignalen.
Vidare, tack vare de stabila frekvensegenskaperna hos solitonkammen säkerställer noggrann provtagning, systemet är nästan ogenomträngligt för yttre störningar. Systemets optiska väg är nästan opåverkad av omgivningstemperatur och luftfuktighet eftersom den långa optiska fibern inte används.
Experimentet visar att avståndsfelet är mindre än 20 μm vid ett mätavstånd av 2 meter, det lovande resultatet och de fördelar som beskrivits ovan indikerar att det föreslagna tillvägagångssättet har en stark tillämpningspotential inom precisionstillverkning.