マサチューセッツ工科大学（MIT）のエンジニアは、シリコンフォトニクスベースの光学フェーズドアレイを開発しました。これは、回転する機械部品なしで、広角にレーザービームを指向させることができます。
この研究は、2026年5月7日にNature Communications誌に掲載されました。この開発は、自動運転車、ドローン、産業用監視のための、将来のコンパクトなソリッドステートライダーの要素となる可能性があります。
従来のライダーは、機械的に回転するモジュールをしばしば使用しています。これらは広い視野を提供しますが、比較的大型で高価であり、摩耗しやすいという欠点があります。シリコンフォトニックチップは、光の方向を電子的に制御することを可能にしますが、これまではその視野は、迷光による偽のビームによって制限されていました。
これらの偽のビームは、光アンテナが互いに離れすぎている場合に発生します。逆に、それらを近づけると、隣接する要素間に強いクロストークが発生し、信号品質が低下します。
MITのチームは、異なる形状の3つのアンテナの繰り返しパターンを使用して、この問題を解決しました。設計の違いにより、光が隣接する要素間を移動することが妨げられますが、放射特性は似たままです。
実験では、アンテナ間の相互影響を約100％から1％に低減することに成功しました。これに基づいて、研究者たちは波長の半分の間隔でアレイを作成し、追加の回折ローブなしで、60度の範囲で単一のクリーンなビームの制御を実証しました。
「実証された機能は、集積型光学フェーズドアレイの根本的な問題を解決するものです」と、論文のシニアオーサーであるジェレナ・ノタロス氏は述べています。
現時点では、この開発は研究室のプロトタイプであり、完成した自動車用センサーではありません。次の課題は、走査角度のさらなる拡大、アンテナ数の増加、電子制御システムのスケールアップ、およびライダーの他のコンポーネントとの統合です。
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.
これらの段階を乗り越えられれば、ソリッドステートセンサーはより小型、安価、そして耐摩耗性に優れたものになる可能性があります。しかし、量産車への搭載には、さらに数回の開発、テスト、および認証サイクルが必要となるでしょう。
