扫描激光是日常生活中必不可少的东西，例如超市中的条形码扫描仪和智能手机上的相机。这种设备依靠激光和检测器来达到极高的精确度。使用激光雷达测量距离并识别目标变得越来越普遍。反射的激光束可以检测周围的环境，并为自动驾驶汽车，农业机械和工厂机器人提供关键数据。当前的技术反射来自移动镜的激光束。这种机械方法会导致扫描速度慢和出错，并且需要更大，更复杂的设备来容纳激光和反射镜。但是，根据国外媒体的报道，日本京都大学工程研究生院的研究小组已经设计出一种新型的使用“光子晶体”的光束扫描装置。没有活动部件。研究人员发现，改变晶格点的形状和位置可以使激光束沿唯一的方向发射，从而消除了将晶格点排列成有序阵列的需要。光子晶体激光器是一种“半导体激光器”。其晶格点可以看作是纳米尺寸的天线，并且可以通过该装置从表面垂直发射激光束。但是，一开始，激光束只能在二维平面上的一个方向上发射，团队希望它可以覆盖更多区域。尽管以圆形方式布置这样的天线的位置可以成功地改变发射方向，但是这将导致输出功率减小并且形状改变，因此该解决方案是不可行的。研究人员说：“通过调整天线的位置，相邻天线发出的光会互相抵消，因此我们尝试更改天线的尺寸。最后，我们发现调整位置和大小可以生成看似随机的光子晶体，而不会损失能量。精确的光束，我们称其为“双调制光子晶体”。通过将此类晶体排列在矩阵中，每个晶体都可以沿唯一的方向发射光束，该团队创造了一种紧凑，可切换的二维激光扫描仪，无需任何机械部件。现在，科学家已经成功地构建了一种扫描仪，该扫描仪可以产生面向100个不同方向的光束，分辨率为10×10。扫描仪与散射的激光束结合在一起，制成了新型的激光雷达，从而扩大了检测范围。该团队估计，通过进一步的改进，扫描仪的分辨率可以提高900倍，达到300×300。研究人员说：“我们现在相信，我们终于可以开发出指尖大小的激光雷达系统。”