“科学家发明新型光束转向角扩展器 可用于自动驾驶汽车”

根据世界汽车信息，科学家们开发了由两个液晶聚合物衍射光学元件组成，可以将905nm的lidar (光电检测和测距)的转向角度放大5.4倍的高效光束转向扩展器。 其潜在应用包括自动驾驶车和虚拟现实显示器的视线跟踪。

最近，基于图案化液晶( lc )的平面光学器件的研究正在增加。 与常规多异质光刻技术制备的介质超表面相比，lc聚合物平面光学器件具有自组装性，可采用全溶液工艺制备。 在过去的几十年中，各种平面光学装置都基于几何相位(也称为pancharatnum-berry相位)操作得到了证实。 的总有效厚度包括以下的液晶取向层和液晶聚合物，一般为1 μm。

(图片来源:期刊light science &； APP )

商用透射透镜、光栅、光学涡流解决器是这几年开发的。 在无源器件和有源器件上都证明了其功率谱/角带的工程。 例如，设计了将频谱/角带宽作为被动方法进行定制的多扭曲结构，也实现了能够应对机械应力、电场、光等外部刺激的有源器件。 尽管如此，目前的研究大多集中在单层器件可以实现的光学功能上。 设计级联平面光学器件可以超越目前的限制，拥有越来越多的自由度，从而合理实现越来越多的独特功能。 此外，级联光学元件仍然具有效率、紧凑、重量轻、易加工、柔软、价格低等优点。

最近，期刊《光科学与地图》； 在发表于application’的论文中，由美国佛罗里达大学( university of central florida )光学光子学院的shin-tson wu教授率领的科学家小组，扩大了独立于入射光束位置的方向转换角的级联lc。 这种立场扩大功能无法通过光栅和折射面等单层光学器件实现。 这个微型平面望远镜由两个平面光学元件组成。 两层都通过偶数次多项式之和分配相位分布，在空之间独立。 光线跟踪仿真表明，该系统根据特定的孔径尺寸和入射角范围进行了优化，具有接近衍射极限的性能。

实验中，f/#不同、毫米大小不同的lc衍射元件可以用全溶液工艺制造，分别组装成1.67 (模块I )和2.75 )模块ii )倍率的望远镜模块。 测量的倍率与设计值非常一致。 另外，在设计的入射角范围内，效率达到超高水平(模块i >； 89.8%，模块ⅱ和GT； 84.6% )。 通过误差分解，优化制造工艺进一步提高效率。 该研究小组表示，望远镜模块希望成为非机械转向装置，可以扩大目前有限的转向范围(也称为关注行业)。 例如，在λ为905 nm的lidar (光电检测和测距) APP中，预计最大输出立场范围为±27°。 与入射场范围约为±5°的高效光相位阵列(最成熟的电子束转向)相比，扩大了5.4倍。 更长的工作波长，例如λ为1550 nm时，其转向立场的范围可以扩大到±37°，扩大到约7.4倍。 对此，该团队还对输出波束轮廓进行了表征，以确保望远镜模块的质量和高端波束转向的兼容性。

通过目前的工作，wu和同事展示了基于lc聚合物平面光学器件的微型平面望远镜，可以用于扩大光学立场，且保证了经济效率。 不仅如此，这台望远镜效率极高，倍率可设计，而且光束质量也非常好。 这是因为需要先进的激光束控制技术，在实际应用中非常有前景。 更重要的是，这是平板液晶光学超越目前迅速发展的新里程碑。