Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили оптичну фазовану решітку на основі кремнієвої фотоніки, яка здатна направляти лазерний промінь під широким кутом без обертових механічних деталей.
Дослідження було опубліковано 7 травня 2026 року в журналі Nature Communications. Розробка може стати одним з елементів майбутніх компактних твердотільних лідарів для автономного транспорту, безпілотників та промислового моніторингу.
Звичайні лідари часто використовують механічно обертові модулі. Вони забезпечують широкий огляд, але залишаються порівняно великими, дорогими та схильними до зносу. Кремнієві фотонні чіпи дозволяють керувати напрямком світла електронно, однак досі їх поле зору обмежували паразитичні копії основного променя.
Ці хибні промені виникають, коли оптичні антени розташовані надто далеко одна від одної. Якщо ж наблизити їх, між сусідніми елементами з'являється сильний перехресний зв'язок, що погіршує якість сигналу.
Команда MIT вирішила проблему за допомогою повторюваного набору з трьох антен різної геометрії. Відмінності в конструкції заважають світлу переходити між сусідніми елементами, але зберігають схожі характеристики випромінювання.
В експерименті взаємний вплив антен вдалося знизити приблизно зі 100% до 1%. На цій основі дослідники створили решітку з кроком у половину довжини хвилі та продемонстрували управління одним чистим променем в діапазоні 60 градусів — без додаткових дифракційних пелюсток.
«Продемонстрована функціональність вирішує фундаментальну проблему інтегрованих оптичних фазованих решіток», — зазначила старший автор роботи Джелена Нотарос.
Поки що розробка залишається лабораторним прототипом, а не готовим автомобільним сенсором. Наступними завданнями стануть подальше розширення кута сканування, збільшення числа антен, масштабування електронної системи управління та інтеграція з іншими компонентами лідара.
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.
Якщо ці етапи вдасться пройти, твердотільні сенсори зможуть стати компактнішими, дешевшими та стійкішими до зносу. Але їх поява в серійних безпілотних автомобілях вимагатиме ще кількох циклів розробки, випробувань та сертифікації.
