Новый метод быстрого оптического измерения расстояния

06.03.2018

Основанная на микрорезонаторах оптическая частотная гребенка позволяет осуществлять чрезвычайно точное измерение расстояний с рекордной на сегодняшний день скоростью, которая составляет 100 миллионов измерений в секунду. В качестве демонстрации работы нового метода исследователи из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) и Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) продемонстрировали процесс сканирования поверхности пули, летящей со скоростью 160 метров в секунду, при этом, точность сканирования была не хуже одного микрометра в любой момент времени. Новая технология полагается на солитронную оптическую частотную гребенку, созданную на основе микрорезонатроа, изготовленного на поверхности чипа из нитрида кремния. А дальнейшее развитие данной технологии позволит создать светхвысокоточные скоростные трехмерные камеры и компактные лазерные сканеры типа LIDAR.

Одной из составляющих частей новой системы являются новые источники-света-на-чипе, разработанные и созданные в университете EPFL. Свет от этих источников служит для создания оптической гребенки, когда он попадает в полость крошечных круглых резонаторов, имеющих нелинейные оптические характеристики, непрерывный поток света преобразовывается в импульсы, называемые рассеянными солитронами Керра, импульсы, занимающие очень широкую полосу оптического спектра.

Отметим, что данная исследовательская группа уже достаточно давно работает с солитронными оптическими частотными гребенками. В прошлом году ученые продемонстрировали возможность использования таких гребенок в широкополосных оптических коммуникациях. Оптическая гребенка, по сути, состоит из света, имеющего несколько строго определенных длин волн, т.е. спектр этого света напоминает зубья гребенки. Если такой свет пройдет некоторое расстояние, то параметры гребенки изменятся, и сравнение этих параметров с параметрами эталонной гребенки позволит с высокой точностью вычислить расстояние, пройденное светом. И чем более широкополосной является оптическая частотная гребенка, тем большую точность измерения расстояния она может обеспечить.

В новом методе измерения расстояния исследователи использовали два оптических чипа, генерирующих две идентичные частотные гребенки. Свет от одного чипа использовался для измерения расстояния, а гребенка, вырабатываемая вторым чипом, служила в качестве опорного сигнала.

<< Назад: Акустические маяки защитят от столкновения с птицами 07.03.2018

>> Вперед: Смарт-очки переводят текст в звук 06.03.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива За ростом гор можно следить по листьям растений 04.04.2005 Геологам давно понятно, каким образом растут горы: либо за счет вулканической активности, когда застывает изливающаяся из недр лава, либо за счет складкообразования, когда сталкиваются две континентальные плиты. Но как измерить скорость, с которой росли горы? Американский геолог Дженнифер МакИлвейн обратила внимание на закономерность, известную ботаникам: чем меньше содержание углекислого газа в воздухе, тем больше на листьях растений микроскопических отверстий - устьиц, через которые растение поглощает этот газ. А содержание углекислого газа падает с высотой. Подсчитав плотность размещения устьиц на листьях современных растений с разных высот, исследовательница выявила корреляцию между этими факторами. Для градуировки высотной шкалы использовались листья калифорнийского черного дуба, который растет на высотах от 60 до 2440 метров над уровнем моря. Для определения скорости роста гор подсчитывают устьица на окаменелостях листьев, сохранившихся в разных пластах горных пород. Этот способ определения высоты дает ошибку не более 300 метров и пригоден для периода вплоть до 65 миллионов лет назад. Его можно использовать во всех районах Земли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025