圖1制成的OPA芯片 信用：KAIST

KAIST的研究小組開發(fā)了硅光學相控陣（OPA）芯片，該芯片可以作為三維圖像傳感器的核心組件。這項研究是由國家納米工廠中心（NNFC）的候選人Seong-Hwan Kim和You Jong-Bum You博士。

3-D圖像傳感器將距離信息添加到諸如照片的二維圖像，以將其識別為3-D圖像。它在包括自動駕駛汽車，無人機，機器人和面部識別系統(tǒng)在內(nèi)的各種電子設(shè)備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這些電子設(shè)備需要精確測量與物體之間的距離。

許多汽車和無人機公司都致力于基于機械光檢測和測距（LiDAR）系統(tǒng)的3D圖像傳感器系統(tǒng)的開發(fā)。但是，由于它采用機械方法進行激光束轉(zhuǎn)向，因此只能變得像拳頭一樣小，并且發(fā)生故障的可能性很高。

OPA作為實現(xiàn)固態(tài)LiDAR的關(guān)鍵組件而受到了廣泛的關(guān)注，因為它無需移動部件就可以電子控制光的方向。硅基OPA體積小，經(jīng)久耐用，并且可以通過常規(guī)的Si-CMOS工藝進行批量生產(chǎn)。

然而，在OPA的發(fā)展中，已經(jīng)提出了關(guān)于如何在橫向和縱向方向上實現(xiàn)寬光束轉(zhuǎn)向的大問題。在橫向方向上，通過與一維陣列集成的移相器的熱光或電光控制，相對容易地實現(xiàn)了寬光束轉(zhuǎn)向。但是縱向光束轉(zhuǎn)向仍然是一項技術(shù)挑戰(zhàn)，因為通過改變光的波長，使用相同的1D陣列只能進行狹窄的轉(zhuǎn)向，這在半導體工藝中很難實現(xiàn)。

圖2.原理圖，顯示了OPA在3D圖像傳感器上的應(yīng)用。信用：KAIST

如果改變光的波長，則構(gòu)成OPA的元件器件的特性會改變，這使得難以可靠地控制光的方向以及將波長可調(diào)激光器集成在基于硅的芯片上變得困難。因此，必須設(shè)計一種能夠容易地在橫向和縱向兩個方向上調(diào)節(jié)輻射光的新結(jié)構(gòu)。

電氣工程學院的Hyo-Hoon Park教授和他的團隊通過集成可調(diào)輻射器而不是傳統(tǒng)OPA中的可調(diào)激光器，開發(fā)了一種超小型，低功耗的OPA芯片，該芯片可實現(xiàn)寬廣的2D光束轉(zhuǎn)向單色光源。

這種OPA結(jié)構(gòu)可將像蜻蜓一樣小的3-D圖像傳感器最小化。

根據(jù)該團隊的說法，OPA既可以用作3-D圖像傳感器，也可以用作將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所需方向的無線發(fā)送器，從而可以在電子設(shè)備之間自由傳遞高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。

金說：“在以前的作品的OPA結(jié)構(gòu)中集成可調(diào)光源并不是一件容易的事。我們希望我們提出的可調(diào)輻射器的研究朝著將OPA商業(yè)化邁出一大步�！�

尤博士補充說：“我們將能夠支持3D圖像傳感器的應(yīng)用研究，特別是通過智能手機和增強現(xiàn)實服務(wù)進行面部識別。我們將嘗試在NNFC中準備一個處理平臺，以提供3D核心技術(shù)。 D圖像傳感器制造。”