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      美國開發硅基蛇形光學相控陣(SOPA)芯片,應用自動駕駛

      2020年08月12日 15:39 ? 次閱讀

      集成光子電路中實現的光學相控陣(OPA)可以用于各種3D成像和傳感、照明、測距以及新興激光雷達(LiDAR)技術中。但是,當前的集成式OPA方法受控制復雜性、功耗高或光學效率低等因素限制,無法支持中遠距離激光雷達所需的大孔徑。

      據麥姆斯咨詢報道,近期,科羅拉多大學博爾德分校(University of Colorado Boulder)的研究人員開發出硅基蛇形光學相控陣(SOPA)芯片。SOPA概念的關鍵是使用一維光柵耦合器和另一條呈蛇形來回折疊的延遲線。這樣可以控制整個OPA單個可調諧激光器的頻率,完全不需要移相器。SOPA基于一系列低損耗光柵波導,并支持無源、2D波長的光束操縱,通過改變波長來控制光束??梢酝瑫r控制多個相控陣以創建更大孔徑、更高分辨率的圖像。尺寸緊湊、受波長控制的多個瓦片(英文:tile,放大后看像屋頂瓦片,因此這里意譯為“瓦片”)可以有效地封裝成陣列形式,無需主動控制,節省空間的設計可擴大SOPA的孔徑。

      硅基SOPA瓦片陣列芯片。8 x 4陣列中的32片瓦片設計略有不同,圖中顯示了兩片匹配的瓦片以“點亮”該視角。疊加的光束來自兩片匹配瓦片,遠場干涉光束團展示了瓦片對波束的形成。

      研究人員稱SOPA可以提高激光雷達系統的分辨率和掃描速度,減小體積,并可擴展到自動駕駛汽車、智能手機等多種應用。

      “我們已經找到了如何將二維‘彩虹’集成到一顆小芯片的方法?!闭撐淖髡咧籏elvin Wagner教授說。

      對單個SOPA瓦片的研究分析

      美國開發硅基蛇形光學相控陣(SOPA)芯片,應用自動駕駛

      操縱2D波長的單個SOPA瓦片示意圖。(a)單個SOPA瓦片拓撲示意圖;M行光柵波導陣列(紅色)呈蛇形排布,與反激(藍色)串行連接。每行有N個光柵周期。(b)對光束的粗略(慢)操縱。(c)對光束的精細(快)操縱。(d)沿θx的粗略操縱,每個光柵波導將光衍射到與波長相關的齒到齒相位延遲決定的角。(e)沿θy方向的精細微調,光柵陣列將光衍射到與波長相關的行到行相位延遲決定的角度。

      研究人員展示了SOPA瓦片對1450 nm~1650 nm波長的掃描,在緊湊陣列中產生16500個可尋址光點。他們演示了在單個硅光子芯片上從兩個單獨的OPA發出的光束進行遠場干擾的陣列方法。

      美國開發硅基蛇形光學相控陣(SOPA)芯片,應用自動駕駛

      用單個SOPA瓦片演示2D波長操縱效果。(a)200 nm掃描的遠場拍攝圖像,從16500個樣本中只取樣到1500個點。光柵瓣極限視場角為35.8° x 5.5°。為獲得可見度,采用掃描欠采樣(取樣率約10%)和飽和過度曝光的后處理,導致對角線曲線非實際掃描軌跡,曲率由群速度色散導致。底部顯示了1550 nm處的光斑圖,以顯示光柵波瓣受限的視場。(b)A 5° × 5.5°全掃描的分段,只有70個樣本。真實的掃描軌跡用虛線表示以引導人眼觀察,對顏色進行重新編碼以適應較窄的帶寬。(c)快軸波長掃描,三個不相鄰的點間距為3 GHz。(d)慢軸波長掃描,三個不相鄰的點間距為82 GHz。(e)1550 nm處的單波長光斑。

      SOPA瓦片陣列,實現大光學孔徑

      單片SOPA瓦片提供的光學孔徑有限,研究人員進一步研究SOPA瓦片陣列的方式。SOPA瓦片進行平鋪,實現陣列,可以有效擴展光學孔徑。概念很簡單:相同數組OPA并聯供電,只有一個激光器提供光源,每個OPA前都有一個單相移位器,便于陣列級波束操縱。所有的OPA在發射的同時,光束被操縱到遠場某處進行疊加,并在目標處發生相干干涉。

      美國開發硅基蛇形光學相控陣(SOPA)芯片,應用自動駕駛

      SOPA瓦片陣列形式的光束操縱。(a)完成制造的SOPA瓦片陣列的圖像。(b)不同瓦片填充系數(TFF)的SOPA瓦片陣列示意圖。(c)不同TFF值的SOPA瓦片陣列產生的輻射圖型(放大20倍)。(d)用于直接檢測和外差檢測時,TFF值與信噪比的關系圖。

      結論

      研究人員認為,SOPA設計是一種非常有前景的解決方案,可實現易于控制的大孔徑、2D光束操縱,服務于遠距離集成光子激光雷達等應用。

      無論是安裝在自動駕駛汽車車頂,還是嵌入到智能手機或增強現實(AR)游戲設備,激光雷達都是面向消費者和企業的未來技術?!拔覀兲岢隽艘环N使用芯片技術擴展激光雷達光學孔徑,提高視場角的方法。這是研究工作的第一步,也是最重要的基礎工作?!闭撐牡谝蛔髡逳athan Dostart表示,他將繼續在弗吉尼亞州的NASA蘭利研究中心工作。

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      發表于 2020-08-11 14:29? 239次閱讀
      Whitechapel 芯片適配Google 的...

      Linley Group 針對該產品測試后打造 ...

      在 2019 年該款 AI 處理器早就有消息傳出產品已經進入測試驗證階段,且官方也于 12 月上旬對....
      發表于 2020-08-11 14:22? 222次閱讀
      Linley Group 針對該產品測試后打造 ...

      目前攻擊單片機主要有四種技術,分別都是哪四種

      為了防止未經授權訪問或拷貝單片機的機內程序,大部分單片機都帶有加密鎖定位或者加密字節,以保護片內程序....
      發表于 2020-08-11 14:18? 41次閱讀
      目前攻擊單片機主要有四種技術,分別都是哪四種

      5G等新一代信息技術為國內集成電路行業的發展提供...

      集成電路行業的發展,需要依托下游產業的快速進步。雖然目前人工智能、物聯網、云計算、生物識別、自動駕駛....
      發表于 2020-08-11 12:11? 260次閱讀
      5G等新一代信息技術為國內集成電路行業的發展提供...

      高通全系列 Wi-Fi 6E 解決方案,集成了藍...

      分別用于路由器和手機,其中路由器現在就可以發貨,用于手機的則要等到今年下半年,合作伙伴包括華碩、LG....
      發表于 2020-08-11 12:03? 78次閱讀
      高通全系列 Wi-Fi 6E 解決方案,集成了藍...

      麒麟 710A 處理器由中芯國際代工,并將頻率提...

      據悉,麒麟 710 于 2018 年 7 月由華為 Nova 3i 搭載發布,它也是麒麟首款 7 系....
      發表于 2020-08-11 11:58? 335次閱讀
      麒麟 710A 處理器由中芯國際代工,并將頻率提...

      LED顯示屏驅動IC技術的重要性和作用

      LED顯示屏,不僅能有效地傳遞利民信息,還能為受眾帶來無以倫比的視聽享受。尤其是LED顯示屏驅動IC....
      發表于 2020-08-11 11:57? 167次閱讀
      LED顯示屏驅動IC技術的重要性和作用

      Mini LED封裝膠市場進入爆發式增長階段

      但值得注意的是,Mini/Micro LED發展道路上除了巨量轉移等關鍵技術的掣肘外,設備以及膠水、....
      發表于 2020-08-11 11:55? 202次閱讀
      Mini LED封裝膠市場進入爆發式增長階段

      LED領域全球首創的RGBG像素引擎技術

      雷曼Micro LED像素引擎顯示技術LED芯片硬件排列,是在傳統的RGB排列中,增加了一顆綠光LE....
      發表于 2020-08-11 11:37? 133次閱讀
      LED領域全球首創的RGBG像素引擎技術

      圖像傳感器是ADAS和自動駕駛的關鍵

      隨著先進駕駛輔助系統(ADAS)越來越先進,我們作為駕駛員,正面臨著挑戰將越來越多的控制和決策權交給汽車本身。這...
      發表于 2020-08-11 06:26? 0次閱讀
      圖像傳感器是ADAS和自動駕駛的關鍵

      圖像傳感器平臺如何加速汽車安全特性的部署

      隨著人們對自動駕駛車輛的興趣不斷增加,通往自動駕駛的道路顯然是用路標鋪就的,例如增加先進駕駛輔助系統(ADAS)...
      發表于 2020-08-10 06:14? 0次閱讀
      圖像傳感器平臺如何加速汽車安全特性的部署

      96boards是主芯片名稱還是什么?

      96boards是主芯片名稱,還是啥
      發表于 2020-08-05 08:02? 0次閱讀
      96boards是主芯片名稱還是什么?

      自動駕駛這些年經歷了什么?

      自動駕駛汽車通過攝像頭、雷達和激光雷達等傳感器來感知世界。類似雷達,激光雷達,使用不可見的光脈沖來繪制周圍區域...
      發表于 2020-08-04 07:27? 0次閱讀
      自動駕駛這些年經歷了什么?

      有MIP382電源管理模塊的引腳說明和替代芯片型號嗎?

      有MIP382電源管理模塊的引腳說明和替代芯片型號嗎? 松下的產品 ...
      發表于 2020-08-03 23:58? 46次閱讀
      有MIP382電源管理模塊的引腳說明和替代芯片型號嗎?

      英特爾的自動駕駛“阿西莫夫三定律”解析

      不知從何時,人們把拷問了無數人良心的“電車難題”交給了無人駕駛汽車。于是乎在各種行業論壇和發布會上,我們都能看...
      發表于 2020-07-31 07:55? 0次閱讀
      英特爾的自動駕駛“阿西莫夫三定律”解析

      自動駕駛為什么需要5G

      什么叫自動駕駛?
      發表于 2020-07-31 06:53? 101次閱讀
      自動駕駛為什么需要5G

      二手NXP LPC2478FBD芯片可燒錄但無法正常工作?

      因為這個芯片停產,目前回收了少量二手芯片做測試,使用希爾特5000編程器燒錄程序進去以后,焊接到產品上,產品無法正...
      發表于 2020-07-30 20:05? 202次閱讀
      二手NXP LPC2478FBD芯片可燒錄但無法正常工作?

      LMC6001可以用哪個芯片代替

      請問LMC6001可以用哪個芯片代替呢? 感謝您的回復! ...
      發表于 2020-07-30 16:10? 278次閱讀
      LMC6001可以用哪個芯片代替
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