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米国空軍、チップスケールLiDARセンサに注目

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June, 17, 2019, Wright-Patterson AFB--JASR Systemsの研究チームは、チップスケール、軽量安価なLiDARセンサを開発している。用途は、軍事3Dマッピング、葉軍透過電気・光センサ、ナビゲーション、長距離通信。
 米国空軍研究所(AFRL)の当局者は、チップスケール光フェーズドアレイおよびLiDARシステム開発でJASRと820万ドルの契約を発表した。同システムは、DARPAのModular Optical Aperture Building Blocks (MOABB)技術を利用する。
 DARPA MOABBプロジェクトは、2015年後半に始まり、安価なチップスケールLiDARセンサの実現技術を開発した。これは、フリースペース光学技術と超小サイズ、重量、コストを利用し、今日一般に入手できるものよりも遙かに高速のビームスキャニングスピードがある。
 JASRシステムの専門技術は、コヒレントおよびインコヒレントコンピュータイメージング、ハイパフォーマンス光システム、フェーズドアレイLiDAR、ミリ波レーダおよびマイクロ波システム、最先端の大気シミュレーションと緩和技術、グラフィックスアクセラレーションを利用したリアルタイム処理。
 MOABBプロジェクトは、広角度でフリースペース光照射を生成、増幅、送信、受信できる集積フォトニックデバイスのための実現技術の開発と実証を目標にしていた。
 DARPA MOABBセンサプロジェクトに関与する企業は、以下の通りである。Lockheed Martin Coherent Technologies in Louisville, Colo.; TREX Enterprises Corp. in San Diego; Analog Photonics LLC in Hingham, Mass.; and Teledyne Scientific & Imaging LLC in Thousand Oaks, Calif.
 MOABBにより,DARPA研究者は、平面ミリメートルスケール送信/受信ユニットを目標にしていた。これは、高フィルファクタ開口率、非機械的ビームステアリング、プリアンプを備えている。目標は、大きなコヒレント高出力開口部をアセンブリするために、そのユニットセルをタイル状にすることであった。
 プロジェクトの目標の中には,ウエファスケール加工で作られた分布利得のコヒレント10㎝送信/受信アレイの製造があった。100mの3Dイメージングが可能なパッケージ化されたLiDARシステムでコヒレントアレイを実証することが目標。
 フリースペース光システムは、センシング、照射、通信で途方もない可能性を持つ、とDARPAの研究者は考えている。ミクロンスケール波長は、10㎝開口から0.001°角分解能、100dB以上のアンテナ利得が可能である。
 数百テラヘルツ周波数、広い動作帯域により、サブミリメートルレンジの分解能で、高速データ伝搬と3Dイメージングか可能になる。光ビームは、オープン帯域テラヘルツ長距離伝搬では、低い大気吸収の広いウインドウを持つ。
 こうした特徴のアプリケーションは、3Dマッピング、群葉透過LiDAR、ナビゲーション、長距離通信に広がる。
 フリースペース光システムは、注目せずにいられない機能を持つが、それらは、多くのアプリケーションにとってはあまりにも大きく、重く、高価である。10㎝以上のアパチャ、そのサイズと重量は、大きなレンズ、ミラー、安定化機構コンポーネント、望遠鏡あるいはイメージングシステムの大きな空所で占められている。
 一方、10㎝以下のアパチャは、依然として、望遠鏡、レーザやディテクタなどのバックエンドオプティクスを操作するために大きな機械的ジンバルを必要としている。
 逆に、MOABBプロジェクトは、高速、非機械式ビーム操作を可能にする集積フォトニクス開発をフル活用しようとしていた。研究チームは、効率的な光源、ディテクタ、アンプ、低損失導波路が、ハイパワー、大型アパチャの1つの平面プラットフォームで製造できると考えている。
(詳細は、https://www.militaryaerospace.com/)