京都大学 一条看似随机的光子晶体线允许激光束以不同的角度发射，从而允许更通用和紧凑的激光雷达技术 扫描激光——从超市的条形码扫描仪到新型智能手机上的摄像头——是我们日常生活中不可或缺的一部分，依靠激光和探测器来实现精确定位
使用激光雷达(光和雷达的混合体)进行距离和物体识别变得越来越普遍:反射激光束记录周围环境，为自动驾驶汽车、农业机械和工厂机器人提供重要数据
目前的技术使激光束从移动的反射镜上反射，这种机械方法会导致扫描速度变慢和不准确，更不用说容纳激光器和反射镜的设备的大物理尺寸和复杂性了
京都大学工程研究生院的一个研究小组在《自然通讯》上发表文章，描述了一种利用“光子晶体”的新型光束扫描设备，消除了对移动部件的需求
研究人员发现，改变晶格点的形状和位置会导致激光束以独特的方向发射，而不是将晶体的晶格点排列成有序的阵列
“结果是一个光子晶体的晶格，看起来像一块瑞士奶酪，每个晶体都被计算出向特定方向发射光束，”领导该团队的苏苏姆·野田解释说
“通过消除机械反射镜，我们制造了一种更快、更可靠的光束扫描设备
" 光子晶体的“随机”阵列使得激光束可以以不同的方向和角度发射
这项新技术可以用来制造更加紧凑和精确的激光雷达系统
学分:京都大学/野田实验室 光子晶体激光器是一种“半导体激光器”，其晶格点可被视为纳米级天线，可被布置成使激光束从表面垂直发射
但最初，光束只能在二维平面上单向传播；团队需要更多的区域来覆盖
周期性地布置天线位置导致了成功的方向改变，但是功率输出的减少和变形的形状使得该解决方案不可行
“调整天线位置导致相邻天线发出的光相互抵消，”野田继续说，“这导致我们尝试改变天线尺寸
" “最终，我们发现调整位置和尺寸会产生一种看似随机的光子晶体，产生精确的光束而不损失能量
我们称之为“双重调制光子晶体”
" 通过将这些晶体(每个晶体都被设计成向一个独特的方向发射光束)组织成一个矩阵，该团队能够构建一个紧凑的、可切换的二维光束扫描仪，而不需要任何机械部件
科学家们已经成功地建造了一个扫描仪，可以产生100个不同方向的光束:分辨率为10×10
这也与发散的激光束相结合，产生了一种新型的激光雷达，具有更大的探测物体的范围
该团队估计，通过进一步改进，分辨率可以提高900倍:达到300×300的分辨率范围
野田佳彦总结道:“起初，人们对一个看似如此随机的结构是否真的可行非常感兴趣。”
“我们现在相信，最终我们将能够开发一个小到可以用指尖握住的激光雷达系统
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