Stable Polariton LiDAR

Descripción del proyecto

Tecnología LiDAR mejorada gracias a la combinación de los estados de la luz y la materia

La tecnología de detección y medición de distancias por luz (LiDAR) es una herramienta muy útil para aplicaciones de teledetección tridimensional (3D). La reflexión de pulsos de luz láser en los espectros visible, ultravioleta e infrarrojo hacia un detector permite generar información 3D precisa de las superficies que reflejan la luz. Las aplicaciones de la tecnología LiDAR son variadas, desde la agricultura de precisión al el urbanismo y la vigilancia ambiental. Los sistemas actuales tienen que hacer frente a la limitación de la «dispersión angular» de los filtros de película delgada, la cual provoca un cambio en la longitud de onda de transmisión que se debe tener en cuenta para lograr una detección 3D precisa. El proyecto SPLiDAR, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo resolver el problema de la dispersión angular del LiDAR a través de la óptica cuántica, es decir, combinando los estados de la luz y la materia para crear filtros transmisivos independientes del ángulo (filtros de polaritón).

Objetivo

In the realm of advanced optical systems, particularly within the emerging field of Light Detection and Ranging (LiDAR) technology, which are pivotal for 3D sensing applications across various sectors, a significant commercial challenge emerges from the inherent limitations posed by optical interference in thin-film filters. The core of this challenge lies in the phenomenon known as 'angular dispersion,' a fundamental constraint of interference-based structures in thin-film filter design. Angular dispersion refers to the shift in transmission wavelength of optical filters as the angle of incidence changes, typically resulting in a pronounced blue-shift. This effect, while intrinsic to the operation of optical interference, undermines the performance of LiDAR systems by requiring the filters to have sufficiently broad pass bands to accommodate the angular shift. The SPLiDAR initiative is set to revolutionize the landscape of photonic applications by introducing a groundbreaking approach that transcends the traditional constraints of angular dispersion. This approach harnesses the quantum optical phenomenon of merging light and matter states to create angle-independent transmissive filters, referred to as polariton filters here. This project is poised to redefine of optical filtering and sensing by introducing a novel class of spectrally sharp and angle-independent transmission filters, thereby overcoming the fundamental limitations of angular dispersion in conventional optical devices. The SPLiDAR project will leverage the team's profound expertise in thin-film optics, including transfer matrix and FDTD calculations and structure design optimization, along with a deep understanding of organic absorber properties and a wealth of experience in optoelectronics.