Fig. Influência da não linearidade FM nos resultados de variação. Crédito:XIOPM
A detecção de luz e alcance (LiDAR) é bem conhecida por oferecer alta precisão de alcance, e mostra perspectivas promissoras em veículos autônomos e diversos campos. A faixa LiDAR de onda contínua modulada de frequência tradicional (FMCW) é baseada na detecção heteródina, calcular distância desconhecida extraindo a frequência do sinal de interferência. Contudo, tal técnica sofre de não linearidade de modulação de frequência (FM), o que leva a resultados de variação imprecisos.
Devido à relação não linear entre o comprimento de onda do laser e a corrente de injeção, o espectro do sinal de batida é ampliado, embora o laser emita um sinal triangular.
Para resolver o problema, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Zhang Wenfu do Instituto Xi'an de Óptica e Mecânica de Precisão (XIOPM) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) propôs uma nova abordagem que coleta os sinais de variação em intervalos de frequência iguais usando pente soliton microrressonador. Os resultados foram publicados em Cartas de Óptica .
No novo sistema, a freqüência de batida precisa não é necessária para que a etapa de processamento de dados seja significativamente simplificada. Em vez de, a distância desconhecida é dada pela relação linear entre o intervalo de frequência medido e a fase correspondente do sinal de variação.
Além disso, graças às características de frequência estáveis do pente soliton garantem uma amostragem precisa, o sistema é quase impermeável a interferências externas. O caminho óptico do sistema quase não é afetado pela temperatura ambiente e umidade, uma vez que a fibra óptica longa não é usada.
O experimento mostra que o erro de variação é inferior a 20 μm a uma distância de medição de 2 metros, o resultado promissor e as vantagens descritas acima indicam que a abordagem proposta tem um forte potencial de aplicação na fabricação de precisão.