激光突进

China Campus - - Contents - 文/本刊记者 尹颖尧陈晓丽 夏珉 华中科技大学光学与电子信息学院老师

“中国制造2025”明确提出了智能制造、增材制造,这两者都与激光密切相关,都有赖于激光技术来不断突破瓶颈。华中科技大学光学与电子信息学院的夏珉老师以无人驾驶汽车为例说明。

以前,我们制作汽车零部件,都要经过洗床、磨床等各种工序,一次一次地加工才能完成。有了数控机床,情况得到了好转,但仍需区分粗加工和细加工,工序依旧复杂。光电学院的教授们研究利用激光,让这些工序一气呵成,比如大功率连续激光负责粗加工,皮秒、飞秒激光做精细加工,智能成像探测对激光加工质量全程监测。这时,原本摆放着巨大机床的厂房,变成了一个激光加工中心,一台加工激光可以完成以前一个厂房里众多机床的加工工作。

保障无人汽车使用的动力电池的安全,激光功不可没。

动力电池最怕起火爆炸,尤其是在充电期间。为什么会爆炸?常是电芯焊接不到位,存在瑕疵,导致充电时某一个点局部电流过大,从而发热太多,最后爆炸。2016年以来,我国动力电池产业全面激光化, 真正实现电芯的无缝焊接,消灭瑕疵。

无人驾驶汽车的摄像头技术很关键,需攻克三大技术难题。第一是高清广角高速成像,即摄像头覆盖更广的成像范围,成像更清晰,成像速度更快。第二是全车周视技术。无人驾驶汽车周身安装若干传感器,后视镜可以没必要存在了。第三是深度学习。现在高速公路要限定一定的时速,并不是汽车本身的原因,而是驾驶员在高速行驶中,反应跟不上。无人驾驶汽车引入深度学习,让人工智能( AI)360度自动识别行人、汽车、路况、交通标识等全方位信息,时速200公里也无极速反应危险。

以上三种技术的突破,都有赖于激光雷达的进展。将来激光雷达可以收集300米甚至更远的完整信息。激光雷达的体积需不断缩小才有实用性。十几年前,光电学院实验室的一个激光雷达犹如一台冰箱,现在只有杯盖那么大。

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