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» 2020年07月03日 10時30分 公開

高ビーム品質で外部レンズ系不要:フォトニック結晶レーザー搭載のLiDARを開発 (2/2)

[馬本隆綱,EE Times Japan]
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ブロードエリア半導体レーザーと比較

 さらに、フォトニック結晶レーザーと一般的なブロードエリア半導体レーザーを搭載したLiDARシステムをそれぞれ製作し、遠方でのビームスポットを比較した。フォトニック結晶レーザー搭載のLiDARシステムは、レンズなしでもビームの広がりが小さく、高い分解能が得られた。これに対し、ブロードエリア半導体レーザー搭載のLiDARシステムは、ビームの広がりが大きく、分解能が低下した。

一般的なブロードエリア半導体レーザーとフォトニック結晶レーザーを搭載したLiDARシステムの比較 出典:京都大学

 フォトニック結晶レーザー搭載のLiDARシステムを用い、リアルタイムで人物測距の実験も行った。この結果、2人の動作や移動する様子などを詳細に捉えられることを確認、フォトニック結晶レーザーの有効性を示した。

フォトニック結晶レーザーを搭載したLiDARシステムによる実験の様子 出典:京都大学

光出力の増大も可能

 今回は、フォトニック結晶レーザーの光出力をさらに増大するための可能性も検討した。発振面積を直径1mmに拡大し、2重格子フォトニック結晶の構造も、空孔の形状に加えて、その距離も精密に制御した。この結果、最大70Wのピーク出力で、高いビーム品質の動作を実現した。これは100mを超える光測距が可能になる値だという。

発振面積直径1mmのフォトニック結晶構造と、パルス状態で70W級動作を実現 出典:京都大

 今回の実験では、フォトニック結晶レーザーから出てきたビームを、機械式ミラーで走査した。今後、電気的に2次元ビーム走査可能なフォトニック結晶レーザーの開発にも取り組む予定である。

 なお、LiDARに搭載可能なフォトニック結晶レーザーは、京都大学光・電子理工学教育研究センター内に設置された光・量子拠点より、MTA(Material Transfer Agreement)を介して、第三者にも提供するという。

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