Une nouvelle ère pour les véhicules sans conducteur : un laser de la taille d'une pièce de monnaie

Des chercheurs de l'Université de Rochester et de l'Université de Californie à Santa Barbara ont mis au point un laser de la taille d'une pièce de monnaie qui pourrait permettre aux véhicules autonomes de percevoir leur environnement avec beaucoup plus de précision. Ce laser serait conçu pour faire progresser la technique scientifique de « métrologie optique », qui utilise la lumière pour mesurer et identifier des objets.

Ce laser miniature pourrait contribuer au développement de la technologie lidar (détection et télémétrie par la lumière). Les systèmes lidar analysent les signaux lumineux invisibles réfléchis par les lasers des objets environnants afin de recueillir des informations sur leur taille, leur distance et leur vitesse. Cela permet aux véhicules autonomes de naviguer en toute sécurité.

Les chercheurs affirment que les systèmes lidar actuels sont inadaptés en raison de leur structure complexe et de leur propension aux erreurs. Le laser récemment développé serait capable de collecter des données environnementales beaucoup plus rapidement et avec beaucoup plus de précision.

Permet de mieux suivre les objets en mouvement

Shixin Xue, doctorant au sein de l'équipe, a expliqué que le laser développé permettait un réglage de fréquence large et rapide, indispensable au lidar à onde continue modulée en fréquence (FMCW LiDAR), un type de lidar avancé. Cette capacité permet aux véhicules autonomes de suivre les objets en mouvement avec plus de précision.

Pour démontrer la sensibilité du laser, les chercheurs ont constaté qu'il pouvait détecter les lettres « U » et « R » en briques Lego sur un disque rotatif. Cela démontre la capacité du laser à distinguer les détails même sur des objets en mouvement rapide.

Xue a également souligné qu'ils avaient réussi à intégrer tous les composants du procédé de verrouillage de fréquence Pound-Drever-Hall (PDH) au laser. Ce procédé, qui nécessite habituellement un équipement de la taille d'un ordinateur de bureau, peut désormais être réalisé sur une petite puce. Le laser est ainsi à la fois plus compact et plus polyvalent.

IL PEUT ÉGALEMENT ÊTRE UTILISÉ DANS LES AVIONS

Ce nouveau laser pourrait également être utilisé dans des systèmes nécessitant une faible résistance à l'air, comme les avions autonomes. Il pourrait également être appliqué dans des domaines nécessitant des systèmes laser très sensibles, comme le traitement de l'information quantique ou la détection des ondes gravitationnelles.

Selon les recherches, le laser peut émettre 20 milliards de milliards d'impulsions lumineuses par seconde et détecter des objets se déplaçant à 40 mètres par seconde à une distance de 40 centimètres. Il peut également fonctionner de manière fiable pendant 60 minutes.

Le processus de développement a également bénéficié du soutien de l'Agence américaine pour les projets de recherche avancée en défense (DARPA). Les travaux ont été menés dans le cadre du programme LUMOS (Lasers for Universal Microscale Optical Systems) de la DARPA.