Các kỹ sư của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển một mảng pha quang dựa trên công nghệ photon silicon, có khả năng điều khiển chùm tia laser trên một góc rộng mà không cần các bộ phận cơ khí quay.
Nghiên cứu được công bố vào ngày 7 tháng 5 năm 2026, trên tạp chí Nature Communications. Phát triển này có thể trở thành một trong những yếu tố của các cảm biến lidar thể rắn, nhỏ gọn trong tương lai cho phương tiện tự hành, máy bay không người lái và giám sát công nghiệp.
Các cảm biến lidar thông thường thường sử dụng các mô-đun quay cơ học. Chúng cung cấp tầm nhìn rộng nhưng tương đối cồng kềnh, đắt tiền và dễ bị hao mòn. Chip photon silicon cho phép điều khiển hướng ánh sáng bằng điện tử, tuy nhiên, cho đến nay, trường nhìn của chúng bị giới hạn bởi các bản sao ký sinh của chùm tia chính.
Các chùm tia giả này xuất hiện khi các ăng-ten quang đặt quá xa nhau. Nếu thu hẹp khoảng cách giữa chúng, sự giao thoa mạnh mẽ sẽ xuất hiện giữa các phần tử lân cận, làm giảm chất lượng tín hiệu.
Nhóm nghiên cứu của MIT đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một bộ gồm ba ăng-ten có hình dạng khác nhau, được lặp lại. Sự khác biệt trong thiết kế ngăn ánh sáng truyền giữa các phần tử lân cận, nhưng vẫn duy trì các đặc tính bức xạ tương tự.
Trong thử nghiệm, ảnh hưởng tương hỗ giữa các ăng-ten đã được giảm từ khoảng 100% xuống còn 1%. Dựa trên điều này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một mảng có khoảng cách bằng một nửa bước sóng và chứng minh khả năng điều khiển một chùm tia sạch trong phạm vi 60 độ mà không có các cánh nhiễu xạ bổ sung.
"Chức năng được chứng minh giải quyết một vấn đề cơ bản của mảng pha quang tích hợp," Tiến sĩ Jelena Notaros, tác giả cấp cao của bài báo, cho biết.
Hiện tại, phát triển này vẫn là một nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm, chứ chưa phải là một cảm biến ô tô hoàn chỉnh. Các nhiệm vụ tiếp theo sẽ bao gồm việc mở rộng hơn nữa góc quét, tăng số lượng ăng-ten, mở rộng quy mô hệ thống điều khiển điện tử và tích hợp với các thành phần lidar khác.
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.
Nếu các giai đoạn này thành công, các cảm biến thể rắn có thể trở nên nhỏ gọn hơn, rẻ hơn và bền hơn. Tuy nhiên, việc chúng xuất hiện trên các xe tự lái sản xuất hàng loạt sẽ đòi hỏi thêm một vài chu kỳ phát triển, thử nghiệm và chứng nhận nữa.
