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超小型3d图像传感器的核心技术
来源:赛斯维传感器网 发表于 2020/12/3

图1制成的opa芯片 信用:kaist

kaist的研究小组开发了硅光学相控阵(opa)芯片,该芯片可以作为三维图像传感器的核心组件。这项研究是由国家纳米工厂中心(nnfc)的候选人seong-hwan kim和you jong-bum you博士。


3-d图像传感器将距离信息添加到诸如照片的二维图像,以将其识别为3-d图像。它在包括自动驾驶汽车,无人机,机器人和面部识别系统在内的各种电子设备中发挥着至关重要的作用,这些电子设备需要精确测量与物体之间的距离。


许多汽车和无人机公司都致力于基于机械光检测和测距(lidar)系统的3d图像传感器系统的开发。但是,由于它采用机械方法进行激光束转向,因此只能变得像拳头一样小,并且发生故障的可能性很高。


opa作为实现固态lidar的关键组件而受到了广泛的关注,因为它无需移动部件就可以电子控制光的方向。硅基opa体积小,经久耐用,并且可以通过常规的si-cmos工艺进行批量生产。


然而,在opa的发展中,已经提出了关于如何在横向和纵向方向上实现宽光束转向的大问题。在横向方向上,通过与一维阵列集成的移相器的热光或电光控制,相对容易地实现了宽光束转向。但是纵向光束转向仍然是一项技术挑战,因为通过改变光的波长,使用相同的1d阵列只能进行狭窄的转向,这在半导体工艺中很难实现。

图2.原理图,显示了opa在3d图像传感器上的应用。信用:kaist

如果改变光的波长,则构成opa的元件器件的特性会改变,这使得难以可靠地控制光的方向以及将波长可调激光器集成在基于硅的芯片上变得困难。因此,必须设计一种能够容易地在横向和纵向两个方向上调节辐射光的新结构。


电气工程学院的hyo-hoon park教授和他的团队通过集成可调辐射器而不是传统opa中的可调激光器,开发了一种超小型,低功耗的opa芯片,该芯片可实现宽广的2d光束转向单色光源。


这种opa结构可将像蜻蜓一样小的3-d图像传感器最小化。


根据该团队的说法,opa既可以用作3-d图像传感器,也可以用作将图像数据发送到所需方向的无线发送器,从而可以在电子设备之间自由传递高质量的图像数据。


金说:“在以前的作品的opa结构中集成可调光源并不是一件容易的事。我们希望我们提出的可调辐射器的研究朝着将opa商业化迈出一大步。”


尤博士补充说:“我们将能够支持3d图像传感器的应用研究,特别是通过智能手机和增强现实服务进行面部识别。我们将尝试在nnfc中准备一个处理平台,以提供3d核心技术。 d图像传感器制造。”


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