科研人员研发出超小型三维图像传感器技术

2019-02-13 11:57

据外媒报道，韩国科学技术研究院开发了一种可作为三维图像传感器核心部件的硅光学相控阵（OPA）芯片。目前，有许多汽车和无人机公司正专注于开发基于机械光探测和测距（LiDAR）系统的3D图像传感器系统，但由于它采用了一种机械的激光波束转向方法，它只能得到拳头大小的尺寸，因此发生故障的可能性会变大。

据介绍，OPAs是实现固态激光雷达的关键部件，由于它可以在不移动部件的情况下实现对光方向的电子控制，因此备受关注。硅基OPAs体积小、耐用，可通过传统Si－CMOS工艺大批量生产。

然而，在光放大器的发展过程中，如何实现横向和纵向的宽波束转向成为一个大问题。在横向上，通过与一维阵列集成的移相器的热光学或电光控制，实现了宽波束转向相对容易。但纵向波束转向一直是一个技术难题，因为在相同的一维阵列中，只有通过改变光的波长才能实现窄波束转向，而这在半导体工艺中很难实现。

如果光波长发生变化，组成OPA的元件器件的特性就会发生变化，这使得可靠地控制光的方向以及在硅基芯片上集成波长可调激光器变得困难。因此有必要设计一种新的结构可以方便地调整横向和纵向的辐射光。

电子工程学院（School of Electrical Engineering）的朴孝勋（Hyo－Hoon Park）教授和他的团队通过集成可调谐散热器，而不是传统OPA中的可调谐激光器，开发出了一种超小型、低功耗的OPA芯片，该芯片可以利用单色光源实现宽二维波束导向。另外，这种OPA结构允许最小化三维图像传感器，小如蜻蜓的眼睛。

据该研究团队介绍，OPA既可以作为三维图像传感器，也可以作为无线发射器，将图像数据发送到所需的方向，使高质量的图像数据能够在电子设备之间自由通信。