哥倫比亞大學開發固態光學相位陣列,可望促進LiDAR小型化開發

 

刊登日期:2020/5/25
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哥倫比亞大學的研究團隊利用近紅外光或藍色光作動的On-chip光學相位陣列(Optical Phased Array),開發了沒有可動零組件、小型且低消耗電力的波束控制(Beam Steering)技術,將可望應用於超小型光學雷達(LiDAR)、AR/VR顯示器、離子阱型(Ion Trap)量子電腦、光遺傳學(Optogenetic)等各類領域。

被應用於自動駕駛科技上的LiDAR感測系統以搭載可動零組件的機械式掃描方式為主流,但裝置不容易小型化,且有不耐振動的缺點。因此不須仰賴力學機制的固態光學相位陣列也日漸受矚目。

研究團隊設計了一項能在維持動作速度與寬頻帶低損失的同時,減少光學移相器(Optical Phase shifter)消耗電力的多重路徑平台。研究團隊在近紅外光領域製作了搭載512個移相器與光學天線的矽基底光學相位陣列,並實證以1.9W的消耗電力可以實現2次元(70×6度)的波束控制。

由於製造與材料所遇到的問題,現階段的光學相位陣列主要侷限於近紅外光領域,而研究團隊使用氮化矽基底製作了以藍色光(488nm)動作的晶片級(Chip Scale)相位陣列,透過在發射體設計方面下功夫,進而成功地達到了50度的波束控制。研究團隊也藉由控制微米級(Micron-scale)的波束,進行可調查腦內神經元之埋入型裝置的開發。

研究團隊目前針對輕量化的頭戴式AR顯示器、光遺傳學應用等用途進行開發,並希望能達到更進一步的消耗電力最佳化。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/200414_optical-phased-array.html
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