คำสั่งจากความโกลาหล: คริสตัลโทนิคแบบสุ่มที่ดูเหมือนจะช่วยปรับปรุงการสแกนด้วยเลเซอร์อย่างมาก

เลเซอร์สแกน ตั้งแต่เครื่องสแกนบาร์โค้ดที่ซุปเปอร์มาร์เก็ตไปจนถึงกล้องบนสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ๆ เป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา ต้องอาศัยเลเซอร์และเครื่องตรวจจับเพื่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่งการจดจำระยะทางและวัตถุโดยใช้ LiDAR ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างแสงและเรดาร์กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น: ลำแสงเลเซอร์ที่สะท้อนจะบันทึกสภาพแวดล้อมโดยรอบ ให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ เครื่องจักรการเกษตร และหุ่นยนต์ในโรงงาน บาร์โค้ด เทคโนโลยีในปัจจุบันสะท้อนลำแสงเลเซอร์ออกจากกระจกที่เคลื่อนที่ ซึ่งเป็นวิธีการเชิงกลที่ส่งผลให้การสแกนช้าลงและไม่ถูกต้อง ไม่ต้องพูดถึงขนาดทางกายภาพที่ใหญ่และความซับซ้อนของอุปกรณ์ที่มีเลเซอร์และกระจก สำนักพิมพ์ในNature Communicationsทีมวิจัยจากบัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเกียวโต อธิบายถึงอุปกรณ์สแกนลำแสงแบบใหม่ที่ใช้ 'ผลึกโทนิค' ทำให้ไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แทนที่จะจัดเรียงจุดขัดแตะของผลึกในอาร์เรย์ที่เป็นระเบียบ นักวิจัยพบว่ารูปร่างและตำแหน่งของจุดขัดแตะที่แตกต่างกันทำให้ลำแสงเลเซอร์ถูกปล่อยออกมาในทิศทางที่ไม่เหมือนใคร "ผลลัพธ์ที่ได้คือโครงผลึกโทนิคที่ดูเหมือนแผ่นเนยแข็งสวิส ซึ่งคริสตัลแต่ละอันจะถูกคำนวณเพื่อปล่อยลำแสงในทิศทางเฉพาะ" ซูซูมุ โนดะ หัวหน้าทีมอธิบาย "ด้วยการกำจัดกระจกกลไก เราได้สร้างอุปกรณ์สแกนลำแสงที่รวดเร็วและเชื่อถือได้มากขึ้น" โฟโตนิกคริสตัลเลเซอร์เป็น 'เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์' ชนิดหนึ่ง ซึ่งจุดแลตทิซสามารถถือเป็นเสาอากาศระดับนาโน ซึ่งสามารถจัดเรียงเพื่อทำให้ลำแสงเลเซอร์ถูกปล่อยออกมาในแนวตั้งฉากจากพื้นผิว แต่ในตอนแรกลำแสงจะไปในทิศทางเดียวบนระนาบสองมิติ ทีมต้องการพื้นที่มากขึ้นเพื่อให้ครอบคลุม การจัดตำแหน่งเสาอากาศแบบวนรอบส่งผลให้เปลี่ยนทิศทางได้สำเร็จ แต่กำลังขับที่ลดลงและรูปร่างที่ผิดรูปทำให้วิธีนี้ใช้การไม่ได้ "การปรับเปลี่ยนตำแหน่งเสาอากาศทำให้แสงที่ปล่อยออกมาจากเสาอากาศที่อยู่ติดกันหักล้างกันเอง" โนดะกล่าวต่อ "ทำให้เราลองเปลี่ยนขนาดเสาอากาศ"