Les micro-miroirs MEMS d’un Lidar automobile sont des composants miniaturisés (2 mm de diamètre) mais stratégiques : ils réfléchissent le faisceau laser et grâce à leurs mouvements de haut en bas et de droite à gauche, l’orientent pour balayer une scène. Les véhicules, piétons, obstacles peuvent ainsi être détectés.
Des micro-miroirs moins coûteux, un Lidar à plus longue portée
Les innovations développées par le Leti et couvertes par trois brevets augmentent la portée et la sécurité du Lidar, réduisent la consommation et diminuent le coût de fabrication.
Pour déplacer les micro-miroirs, les chercheurs ont remplacé les traditionnelles solutions (électrostatique ou électromagnétique) par des actionneurs piézo-électriques à base de PZT. Ces derniers ne nécessitent qu’une tension de polarisation de 20 V, contre 150 V pour un miroir électrostatique, et ne requièrent pas d’aimants volumineux comme pour un miroir électromagnétique.
Fabrication collective par procédés d’intégration à très grande échelle (VLSI) compatibles CMOS
De plus, ces micro-miroirs ont été conçus pour fonctionner à 1550 nm afin de limiter le risque oculaire, et supportent un faisceau laser incident de haute puissance, nécessaire pour des applications Lidar longue portée.
Pour ce faire, le matériau réflecteur, classiquement réalisé en or, laisse place à des couches de Bragg déposées sur silicium, avec un double avantage. Primo, elles sont 4 fois moins absorbantes et s’échauffent donc moins sous l’effet du laser, ce qui permet d’augmenter la puissance incidente. Deuxio ces couches peuvent être réalisées avec des procédés collectifs compatibles CMOS, à moindre coût.
Déjà des tests industriels
Enfin, pour renforcer la sécurité oculaire des piétons, les chercheurs ont ajouté une fonction d’autodiagnostic : le laser s’éteint quand le miroir n’est plus en mouvement.
Les travaux menés dans le cadre de Vizta comprennent également un banc optique de caractérisation, un packaging et une interface électronique de pilotage dédiées. Les miroirs ont été intégrés dans le système Lidar 3D d’un partenaire industriel ; leur compatibilité avec l’application visée a été validée. À terme, l’électronique de contrôle du miroir évoluera pour scanner ou pointer plus finement une zone spécifique de la scène.