Исследователи из Стэнфордского университета разработали новый подход, который позволяет стандартным датчикам изображения видеть свет в трех измерениях. То есть эти обычные камеры вскоре можно будет использовать для измерения расстояния до объектов. В разработке ученые использовали ниобат лития — прозрачный кристалл с исключительными электрическими, акустическими и оптическими свойствами.

Стандартные датчики изображения, которые уже установлены практически в каждом используемом сегодня смартфоне, фиксируют яркость и цвет света. Опираясь на стандартную технологию датчиков, известную как CMOS, эти камеры с каждым годом становятся меньше и мощнее, а теперь предлагают разрешение в десятки мегапикселей. Но до сих пор они видели только в двух измерениях, создавая плоские 2D-изображения.

Измерение расстояния между объектами с помощью света в настоящее время возможно только с помощью специализированных и дорогих лидаров (транслитерация LIDAR англ. Light Detection and Ranging «обнаружение и определение дальности с помощью света»). Чаще всего их устанавливают в беспилотных автомобилях. Эта лидарная система предотвращения столкновений использует лазеры для определения расстояния между объектами. Проблема в том, что существующие лидарные системы большие и громоздкие.

Ученые из Стэнфорда решили проблему и разработали новый подход, который позволяет стандартным датчикам изображения видеть свет в трех измерениях. Решение основано на использовании тонкой пластины из ниобата лития, покрытого двумя прозрачными электродами.

Ниобат лития является пьезоэлектриком. То есть, когда через электроды вводится электричество, кристаллическая решетка в основе его атомной структуры меняет форму. Он вибрирует на очень высоких, предсказуемых и контролируемых частотах. И когда это происходит, ниобат лития сильно модулирует свет — с добавлением пары поляризаторов этот новый модулятор эффективно включает и выключает свет несколько миллионов раз в секунду.