Исследователи из Техасского университета в Далласе и Университета штата Оклахома разработали инновационный микрочип терагерцового формирователя изображения, который позволяет устройствам обнаруживать объекты и создавать изображения сквозь препятствия, включая туман, дым, пыль и снег.
Команда работает над устройством для промышленных приложений , требующих съемки на расстоянии до 20 метров. Эта технология также может быть адаптирована для использования в автомобилях, чтобы помочь водителям или автономным транспортным системам ориентироваться в опасных условиях, снижающих видимость. Например, на автомобильном дисплее технология может отображать пиксельные очертания и формы объектов, таких как другое транспортное средство или пешеходы.
«Эта технология позволяет вам видеть в условиях слабого зрения. Например, в промышленных условиях устройства, использующие микрочипы, могут помочь с проверкой упаковки для контроля производственного процесса, контроля содержания влаги или наблюдения сквозь пар. Если вы пожарный, это может помочь. помочь вам видеть сквозь дым и огонь», — сказал доктор Кеннет К.О., профессор электротехники и компьютерной инженерии и почетный заведующий кафедрой Texas Instruments в Школе инженерии и компьютерных наук Эрика Йонссона.
Юкунь Чжу, докторант в области электротехники , объявил о технологии обработки изображений 21 февраля на виртуальной Международной конференции по твердотельным схемам, спонсируемой Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и его Обществом твердотельных схем.
Прогресс является результатом более чем 15-летней работы О и его команды студентов, исследователей и сотрудников. Эти последние усилия поддерживаются компанией Texas Instruments (TI) в рамках ее исследовательской программы TI Foundational Technology Research Program.
«TI была частью путешествия на протяжении большей части 15 лет», — сказал О, директор Техасского аналогового центра передового опыта (TxACE) в UT Dallas. «Компания была ключевым сторонником исследования».
Микрочип излучает лучи излучения в терагерцовом диапазоне (430 ГГц) электромагнитного спектра от пикселей размером не больше песчинки. Лучи проходят сквозь туман, пыль и другие препятствия, через которые не может проникнуть оптический свет, и отражаются от объектов и возвращаются к микрочипу, где пиксели улавливают сигнал для создания изображений. Без использования внешних линз терагерцовый формирователь изображения включает в себя микрочип и отражатель, которые увеличивают расстояние и качество изображения, а также снижают энергопотребление.
Исследователи разработали имидж-сканер с использованием технологии комплементарных металлов-оксидов-полупроводников (CMOS). Этот тип технологии интегральных схем используется для производства большинства устройств бытовой электроники, что делает имидж-сканер доступным. Группа О была одной из первых, кто продемонстрировал жизнеспособность технологии CMOS, и с тех пор они работали над разработкой множества новых приложений.
«Главное в терагерцовом формирователе изображения — сделать пиксели маленькими и маломощными. Вам нужно интегрировать передатчик, приемник и антенну на такой небольшой площади», — сказал доктор Вуёль Чой, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в штате Оклахома. университета и бывший доцент-исследователь в UT Dallas, где он начал работу над технологией с О.
«Еще один прорывной результат, достигнутый благодаря инновациям, которые преодолели фундаментальные ограничения активного усиления КМОП, заключается в том, что эта технология обработки изображений потребляет более чем в 100 раз меньше энергии, чем фазированные решетки, которые в настоящее время исследуются для тех же приложений обработки изображений. Это, а также использование КМОП делают потребительские приложения этой технологии возможно», — сказал О, сотрудник IEEE.
«UT Dallas и штат Оклахома продолжают открывать технологические инновации, которые помогут сформировать будущее», — сказал д-р Сваминатан Санкаран, директор по дизайну и почетный технический сотрудник TI Kilby Labs. «То, что доктор О и его исследовательская группа смогли сделать, было поистине замечательным с этим терагерцовым моностатическим формирователем изображений в режиме отражения. Их исследования прокладывают путь к улучшенному угловому разрешению и низкому энергопотреблению, системной интеграции, и мы рады возможности посмотрите, к каким приложениям и вариантам использования приведет эта технология обработки изображений в терагерцовом диапазоне».
