فناوری لیزر، که در ابتدا بهعنوان “راهحلی در جستجوی مسئله” توسط تئودور مایمن در سال 1960 معرفی شد، امروز به یکی از ابزارهای حیاتی در جهان مدرن تبدیل شده است. این فناوری نه تنها در آزمایشهای علمی پیشگامانه مانند اندازهگیری دقیق فاصله بین زمین و ماه استفاده میشود، بلکه اکنون در ابزارهای روزمرهای چون مسافتیابهای لیزری و حتی سیستمهای پیشرفته خودروها نیز نقش مهمی ایفا میکند. از نصب نخستین رفلکتور لیزری در سطح ماه توسط فضانوردان ماموریت آپولو 11 تا توسعه سیستمهای LiDAR که به تشخیص و اندازهگیری محیط در خودروهای خودران کمک میکند، فناوری لیزر همچنان در حال تحول و گسترش است.
امروز، لیزر و تکنولوژیهای مرتبط با آن مانند LiDAR نه تنها دنیای علم را متحول کردهاند، بلکه در حال تغییر صنعت حملونقل و خودروسازی نیز هستند. سیستمهای LiDAR با اسکن دقیق محیط و ایجاد تصاویر سهبعدی، به خودروها این امکان را میدهند که موانع را شناسایی کنند و بهطور مستقل از تصادفات جلوگیری کنند. این تحول در استفاده از لیزر نه تنها امنیت جادهها را افزایش داده است، بلکه به خودروهای خودران نزدیکتر از هر زمان دیگری به واقعیت تبدیل شدهاند. آینده، مملو از نوآوریهایی است که بر پایه این فناوریها بنا میشود.
از ماه تا زمین: لیزری که فاصلهها را شکست
لیزر از زمان اولین استفادهاش در ماموریت آپولو 11 برای اندازهگیری دقیق فاصله زمین و ماه، به عنوان ابزاری بیرقیب در محاسبات علمی و فضایی مطرح شده است. این فناوری به دانشمندان کمک کرده تا درک بهتری از حرکتهای قمری و ارتباط آن با زمین بهدست آورند.
۳۸۴,۴۰۳ کیلومتر تا ماه
زمانی که تئودور مایمن اولین لیزر را در سال ۱۹۶۰ معرفی کرد، آن را به عنوان یک «راهحل در جستجوی مشکل» توصیف کرد. تنها چند سال بعد، اولین پرتوهای لیزر برای نظارت بر مسیر ماهوارهها استفاده شدند. بازتابگرهای آن روزهای ابتدایی هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار میگیرند – بر روی ماه!
زمانی که نیل آرمسترانگ و باز آلدرین در تاریخ ۲۱ ژوئیه ۱۹۶۹ بر سطح ماه پا گذاشتند، آنها یک قطعه بار حمل میکردند که هنوز هم به علم خدمات ارزشمندی ارائه میدهد: یک بازتابگر با صد منشور جداگانه. این بازتابگر در حال حاضر در حدود ۳۸۴,۴۰۳ کیلومتری از زمین در دریای آرامی قرار دارد. ما این فاصله را به دقت میدانیم زیرا تنها وظیفه آن اندازهگیری فاصله بین سیاره ما و ماه است. به زبان فنی، این به عنوان «اندازهگیری لیزری ماه» (LLR) شناخته میشود. حتی بیش از ۵۰ سال پس از اولین فرود بر روی ماه، دانشمندان بهطور مرتب پرتوهای لیزر را به ماه ارسال میکنند و بازتابگر بهطور دقیق نور را به سمت زمین بازمیگرداند.
از آن زمان یعنی سال 1969 که لیزر برای محاسبه فاصلههای طولانی و بلند مورد استفاده قرار میگرفت تاکنون لیزر جهشهای بینظیری داشته تا جایی که امروزه با تکنولوژی LiDAR و محاسبه فاصله اشیا در فواصل نزدیک تاثیری بینظیر در شبیهسازی فضای اطراف برای رانندگی خودروهای هوشمند به صورت خودکار و جلوگیری از تصادفات ایفا کرده است.
LiDAR: ابزاری برای آینده حملونقل هوشمند
تکنولوژی LiDAR با توانایی تشخیص و اندازهگیری دقیق محیط پیرامون، در حال ایجاد تحول در صنعت خودروسازی و حملونقل است. این سیستمها با اسکن لحظهای فضا، توانایی تشخیص موانع و حتی محاسبه سرعت خودروها را دارند، که این ویژگیها به امنیت بیشتر و پیشرفت به سوی خودروهای خودران منجر شده است.
بهترین مثال شناخته شده از چنین اندازهگیریهای سرعت، «رادار سرعت» است که توسط پلیس استفاده میشود. بهطور دقیقتر، اکثر تلههای سرعت امروزی تلههای لیدار هستند. تأثیر آنها یکسان است و اگر صادق باشیم، آنها سهم قابل توجهی در ایمنی جادهها دارند. سیستم لیدار دیگری که در خود خودرو قرار دارد، سیستم کمک ترمز اضطراری است. اینجا است که قابلیتهای لیدار واقعاً به کار میآید، زیرا خودرو بهطور مستقل موانع را شناسایی کرده، فاصله را اندازهگیری کرده و در صورت نیاز ترمز میکند. شرکتهای بیمه پیشبینی میکنند که این سیستمهای کمکی میتوانند تعداد تصادفات جادهای را بین ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش دهند.
چالشهای آینده: توسعه سیستمهای پیشرفته LiDAR
برای اینکه سیستمهای LiDAR در خودروهای خودران به کار گرفته شوند، چالشهای بزرگی پیش روی تولیدکنندگان قرار دارد. افزایش برد، بهبود وضوح تصاویر و کوچکسازی اجزای لیزری از جمله نیازمندیهای ضروری برای تحقق این چشمانداز است. تولیدکنندگان با سرعت زیادی در حال نوآوری هستند تا به این اهداف دست یابند.
پیشرفتهای جدید در دیودهای لیزری: مسیری به سوی خودروهای خودران
با بهبودهای تکنولوژیکی اخیر در دیودهای لیزری، آینده LiDAR روشنتر از همیشه است. تولیدکنندگان با افزایش توان خروجی و کاهش ابعاد، در حال ارتقای کارایی این سیستمها هستند، که در نهایت به ایمنی و کارآمدی بیشتر خودروهای خودران منجر خواهد شد.
جمع بندی
فناوری لیزر از آغاز پیدایش خود به عنوان یک ابزار علمی پیشرفته، مسیر طولانیای را طی کرده است. از اندازهگیری فاصله میان زمین و ماه تا تبدیل شدن به ابزاری در دسترس برای مصرفکنندگان روزمره، لیزر تحولات گستردهای را در صنایع مختلف ایجاد کرده است. یکی از نوآوریهای مهم این حوزه، فناوری LiDAR است که با قابلیت اسکن سهبعدی محیط و تشخیص اجسام، نقش کلیدی در توسعه خودروهای خودران ایفا میکند. با پیشرفتهای مستمر در زمینه دیودهای لیزری و حسگرهای حساس، LiDAR نه تنها در بهبود ایمنی خودروها، بلکه در ایجاد تحولات بزرگی در آینده حملونقل نقشی بیبدیل خواهد داشت.