Ingegneri del Massachusetts Institute of Technology hanno sviluppato una rete ottica phased basata sulla fotonica del silicio, in grado di dirigere un raggio laser su un ampio angolo senza parti meccaniche rotanti.
Lo studio è stato pubblicato il 7 maggio 2026 sulla rivista Nature Communications. La tecnologia potrebbe diventare uno degli elementi dei futuri lidar compatti a stato solido per il trasporto autonomo, i droni e il monitoraggio industriale.
I lidar convenzionali utilizzano spesso moduli meccanicamente rotanti. Forniscono un ampio campo visivo, ma rimangono relativamente grandi, costosi e soggetti a usura. I chip fotonici al silicio consentono di controllare la direzione della luce elettronicamente, tuttavia, finora il loro campo visivo era limitato da copie parassite del raggio principale.
Questi raggi falsi si verificano quando le antenne ottiche sono troppo distanti tra loro. Se vengono avvicinate, si verifica una forte diafonia tra gli elementi adiacenti, che peggiora la qualità del segnale.
Il team del MIT ha risolto il problema utilizzando un insieme ripetuto di tre antenne con diverse geometrie. Le differenze nella progettazione impediscono alla luce di passare tra gli elementi adiacenti, pur mantenendo caratteristiche di emissione simili.
Nell'esperimento, l'influenza reciproca delle antenne è stata ridotta da circa il 100% all'1%. Sulla base di ciò, i ricercatori hanno creato una griglia con un passo di metà lunghezza d'onda e hanno dimostrato il controllo di un singolo raggio pulito in un intervallo di 60 gradi, senza lobi di diffrazione aggiuntivi.
«La funzionalità dimostrata risolve un problema fondamentale delle reti ottiche phased integrate», ha osservato l'autrice senior del lavoro Juejun Chen.
Attualmente, lo sviluppo rimane un prototipo di laboratorio, piuttosto che un sensore automobilistico pronto. I prossimi passi includeranno l'ulteriore espansione dell'angolo di scansione, l'aumento del numero di antenne, lo scaling del sistema di controllo elettronico e l'integrazione con gli altri componenti del lidar.
MIT solved a fundamental limitation of silicon photonics lidar: the grating lobe problem. Their antenna array design limits crosstalk, enabling a wide field of view without moving parts. Published in Nature Communications. Brings chip-scale lidar closer to autonomous vehicles.
Se queste fasi verranno completate con successo, i sensori a stato solido potranno diventare più compatti, economici e resistenti all'usura. Tuttavia, la loro comparsa in auto a guida autonoma di serie richiederà ancora diversi cicli di sviluppo, test e certificazione.
