Fig. Influencia de la no linealidad de FM en los resultados del rango. Crédito:XIOPM
Light Detection And Ranging (LiDAR) ha sido bien conocido ya que ofrece una alta precisión de rango, y muestra perspectivas prometedoras en vehículos autónomos y en varios campos. El rango LiDAR de onda continua modulada en frecuencia tradicional (FMCW) se basa en la detección heterodina, calcular la distancia desconocida extrayendo la frecuencia de la señal de interferencia. Sin embargo, tal técnica adolece de no linealidad de modulación de frecuencia (FM), lo que conduce a resultados de rango inexactos.
Debido a la relación no lineal entre la longitud de onda del láser y la corriente de inyección, el espectro de la señal de latido se amplía aunque el láser emite una señal triangular.
Para resolver el problema, un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Wenfu del Instituto de Óptica y Mecánica de Precisión de Xi'an (XIOPM) de la Academia de Ciencias de China (CAS) propuso un nuevo enfoque que muestrea las señales de rango a intervalos de frecuencia iguales utilizando un peine de solitón de microrresonador. Los resultados fueron publicados en Letras de óptica .
En el nuevo sistema, No se requiere una frecuencia de pulsación precisa, por lo que el paso de procesamiento de datos se simplifica significativamente. En lugar de, la distancia desconocida viene dada por la relación lineal entre el intervalo de frecuencia medido y la fase correspondiente de la señal de distancia.
Es más, gracias a las características de frecuencia estables del peine de solitón aseguran un muestreo preciso, el sistema es casi impermeable a las interferencias externas. La trayectoria óptica del sistema casi no se ve afectada por la temperatura y la humedad ambientales, ya que no se utiliza la fibra óptica larga.
El experimento muestra que el error de rango es inferior a 20 μm a una distancia de medición de 2 metros, el resultado prometedor y las ventajas descritas anteriormente indican que el enfoque propuesto tiene un fuerte potencial de aplicación en la fabricación de precisión.