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IEICE Trans - シリコンフォトニクススローライトライダの開発


シリコンフォトニクススローライトライダの開発

馬場 俊彦
伊藤 寛之
阿部 紘士
玉貫 岳正
竹内 悟朗
古門 優弥
雛倉 陽介
前田 惇
秋山 大地
倉橋 諒
楠 侑真
鉄矢 諒
鎌田 幹也
白鳥 遼
近藤 圭祐
建部 知紀
竹内 萌江
板垣 健祐
児玉 直也
横川 朋樹

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J103-C    No.11    pp.434-452
発行日: 2020/11/01
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
論文種別: 招待論文
専門分野: 光エレクトロニクス
キーワード: 
ライダ,  LiDAR,  シリコンフォトニクス,  スローライト,  フォトニック結晶,  

本文: FreePDF(26MB)

あらまし: 
周囲の物体の3次元情報を映像化するライダは,自動車やロボットの自律行動のためにきわめて有効なセンサである.しかし従来のライダでは,光ビーム掃引に用いられる光偏向器が機械式のため,大型,高価,不安定などの問題があった.近年,シリコンフォトニクスを用いて非機械式光偏向器を実現しようとする試みが注目されており,特に光フェーズドアレー型素子の開発が盛んである.これは平坦な素子で自由な光ビームを生成するが,高性能を得るには多くの技術的挑戦がある.本研究では,技術的により簡単なスローライト型素子を提案した.シリコンフォトニクスで製作するフォトニック結晶導波路は,大きな1次分散を示すスローライトを伝搬させる.この導波路をアレイ集積し,光の導入をスイッチにより選択,回折格子によりスローライトを自由空間へ放射させた.これを特殊なプリズムレンズによりコリメートし,波長掃引や熱光学効果と組み合わせて,広角な2次元光偏向を得た.また,このような素子と外部変調器による周波数変調を組み合わせた周波数変調連続波測距方式のライダを提案,各要素部品を最適化するとともに,初期的なライダ動作を確認した.