シリコンフォトニクスプラットフォームの3Dイメージングセンサ

科学分野:

• 光学とフォトニクス
• コンピュータビジョンと機械知覚
• 固体電子

背景:

• 正確な3Dイメージングは 機械が物理的な世界と 相互作用するために不可欠ですが 現在の技術には限界があります
• 既存の3Dイメージングシステムは,2Dデジタルイメージセンサの広範な適用性と影響を欠いています.
• 以前の大規模なコヒーレント検出器配列は,電気と光子接続の課題によって制限され,20ピクセル未満に制限されていました.

研究 の 目的:

• ユニバーサル 3D イメージングのための大規模コヒーレント検出器配列を実証する.
• 以前の3Dイメージングシステムの限界を克服し,スケーラブルで高性能な配列を可能にします.
• コンパクトで低電力システムで高深度精度と直接速度測定を実現します.

主な方法:

• フォトニックと電子回路の単体統合を用いた512ピクセルコヒーレント検出器配列を開発した.
• 電子読み取りアーキテクチャを統合した光学ヘテロジン検出スキームを実装した.
• フレキシブルな視野と距離管理のための2軸の固体ビームステアリングを使用しました.

主要な成果:

• 3Dイメージングのための大規模コヘランス検出器配列 (512ピクセル) を実証した.
• 量子ノイズの限界で動作する光はわずか4mWで 75メートルで3.1mmの精度を達成した.
• このシステムは,類似の範囲で既存の固体系よりも精度が高い.

結論:

• 開発されたシステムは,一貫した検出器配列における以前のスケーラビリティの問題を克服します.
• この技術は,低コストでコンパクトで高性能の3D画像カメラの開発を可能にします.
• ロボット工学,自律的なナビゲーション,拡張現実,ヘルスケアなどの潜在的応用がある.