新的成像器微芯片帮助设备将隐藏的物体暴露出来

德克萨斯大学达拉斯分校和俄克拉荷马州立大学的研究人员开发了一种创新的太赫兹成像仪微芯片，可以使设备检测物体并通过包括雾、烟、灰尘和雪在内的障碍物创建图像。

该团队正在开发一种用于需要在20米外成像的工业应用设备。该技术还可适用于汽车，以帮助驾驶员或自动驾驶汽车系统在降低能见度的危险条件下导航。例如，在汽车显示屏上，该技术可以显示物体的像素化轮廓和形状，例如另一辆车或行人。

“这项技术可以让你在视力受损的环境中看到东西。例如，在工业环境中，使用微芯片的设备可以帮助进行包装检查，以控制制造过程、监测水分含量或透视蒸汽。如果你是一名消防员，它可以帮助您看透烟雾和火灾，”电气和计算机工程教授、德州仪器(ErikJonsson)工程与计算机科学学院杰出大学主席KennethK.O博士说。

电气工程博士研究生YukunZhu于2月21日在由电气和电子工程师协会(IEEE)及其固态电路协会主办的虚拟国际固态电路会议上宣布了成像技术。

这一进步是O和他的学生、研究人员和合作者团队超过15年工作的结果。德州仪器(TI)通过其TI基础技术研究计划支持这项最新工作。

“在15年的大部分时间里，TI一直是这一旅程的一部分，”德克萨斯大学达拉斯分校德克萨斯模拟卓越中心(TxACE)主任O说。“该公司一直是这项研究的主要支持者。”

微芯片从不大于一粒沙粒的像素发射电磁频谱的太赫兹范围(430GHz)的辐射束。光束穿过雾、灰尘和其他光学光无法穿透并从物体反弹回来的障碍物，然后返回微芯片，像素在微芯片中接收信号以创建图像。太赫兹成像仪无需使用外部镜头，包括微芯片和反射镜，增加了成像距离和质量，降低了功耗。

研究人员使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术设计了成像仪。这种类型的集成电路技术用于制造大部分消费电子设备，这使得成像仪价格实惠。O的团队是最早证明CMOS技术可行的团队之一，从那时起，他们一直致力于开发各种新应用。

像素化图像展示了成像器通过纸板箱检测物体的能力。图片来源：德克萨斯大学达拉斯分校

“太赫兹成像仪的关键在于使像素小且功耗低。你需要在如此小的区域内集成发射器、接收器和天线，”俄克拉荷马州立大学电气和计算机工程助理教授WooyeolChoi博士说大学和德克萨斯大学达拉斯分校的前助理研究教授，在那里他与O.

“通过克服CMOS的基本有源增益限制的创新实现的另一个突破性结果是，这种成像技术的功耗比目前为相同成像应用研究的相控阵低100倍以上。这和CMOS的使用使消费应用这项技术的可能性，”IEEE研究员O说。

“德克萨斯大学达拉斯分校和俄克拉荷马州立大学继续发现有助于塑造未来的技术创新，”TIKilby实验室的设计总监兼杰出成员技术人员SwaminathanSankaran博士说。“O博士和他的研究团队能够通过这种太赫兹单基地反射模式成像仪的工作取得真正卓越的成就。他们的研究为提高原始角度分辨率和低功耗、成本系统集成铺平了道路，我们很高兴能够看看这种太赫兹成像技术将带来哪些应用和用例。”

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