LiDAR caótico de pulsos paralelos de alta resolución basado en microanillo de AlGaAs

Área de la Ciencia:

• Fotónica e Ingeniería Óptica
• Óptica No Lineal
• Tecnología de Detección

Sus antecedentes:

• Los sistemas LiDAR caóticos ofrecen capacidades inherentes anti-perturbación debido a la aleatoriedad de la señal.
• Los sistemas LiDAR tradicionales de nitruro de silicio (Si₃N₄) tienen limitaciones en la resolución de telémetría.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema de detección y telémetro de luz (LiDAR) con resolución subcentimétrica.
• Aprovechar la alta no linealidad de los microanillos de arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) para un rendimiento mejorado.

Principales métodos:

• Modelado de un sistema LiDAR de AlGaAs utilizando las ecuaciones de Lugiato-Lefever (LLE).
• Generación de señales de pulso caóticas utilizando una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 20% y un período de 50 μs.
• Utilización de procesamiento paralelo de peines ópticos multlongitud de onda para escaneo 3D.

Principales resultados:

• Se logró una resolución teórica de telémetría de aproximadamente 0,9 cm, una mejora de diez veces respecto al lidar de Si₃N₄ (9,7 cm).
• La resolución experimental de telémetría alcanzó ±0,29 cm con una potencia de transmisión tan baja como 10 dBm.
• Se demostró un ancho de banda de señal caótica de 8,61 GHz, significativamente más amplio que el caos de Si₃N₄ (∼0,85 GHz).

Conclusiones:

• El LiDAR de microanillo de AlGaAs desarrollado ofrece una resolución de telémetría y capacidades anti-ruido superiores.
• La alta resolución y el bajo consumo de energía del sistema son ventajosos para aplicaciones en entornos de alta interferencia.
• Esta tecnología allana el camino para la imagen y detección 3D avanzadas en condiciones exigentes.