מכון imec פיתח טכנולוגיית עיצוב אלומה בשבב

30 נובמבר, 2020

הטכנולוגיה החדשה מאפשרת לייצר חיישני LiDAR ללא חלקים נעים וזולים מאוד, שבהם כל תהליכי הסריקה ושידור האותות מיושמים באמצעות שבב יחיד. עתידה להתחרות בפתרונות כמו של אינוויז ולומינאר

בתמונה למעלה: שבב ה-LiDAR של imec. בחלק העליון של התמונה: צילום מערך האנטנות שעל-גבי השבב 

מכון המחקר הבלגי imec הכריז על פיתוח טכנולוגיית עיצוב אלומה (Beamforming) אופטית, המיושמת כולה בשבב יחיד, שתאפשר לייצר בעתיד מערכות סריקה אופטיות מדוייקות, כמו למשל חיישני LiDAR, באמצעות מעגלים מוכללים בלבד וללא שימוש בחלקים נעים. כיום, רוב חיישני ה-LiDAR כוללים חלקים מכניים מסורבלים ויקרים כדי לבצע סריקה של קרן הלייזר. חברות כמו אינוויז ולומינאר מבצעות את הסריקה באמצעות מראות זעירות בתוך שבבי MEMS. גם זו טכנולוגיה מכנית, אם כי ממוזערת.

המכון הודיע שהצליח לפתח אבטיפוס של רכיב המבצע את הסריקה בשלמותה (ראו: on-chip optical beamformer) באמצעות שבב המבוסס על טכנולוגיית סיליקון פוטוניקס, בלא שימוש בחלקים נעים, ולהגיע לרמת דיוק גבוהה מאוד. טכניקת עיצוב אלומה מאפשרת לכוון את העוצמה העיקרית של קרינה אלקטרומגנטית המשודרת מהאנטנה, באמצעות שידור אות מקביל ממספר אנטנות סמוכות, אולם בשינויי פאזה זעירים. תופעת ההתאבכות גורמת להגברת האותות בכיוון מוגדר, והחלשתו בכיוונים אחרים.

imec מחפש שותפים לפיתוח מערכת LiDAR ממונעת

חוקרי המכון בנו מדגים עבור מערכות LiDAR המבוסס על שימוש במוליך גלים באורך של 200 מ”מ העובר דרך אלמנטים מזיזי פאזה ומשם משודרים האותות באמצעות מערך של אנטנות זעירות על-גבי שבב. במדגים שנבנה, השבב הצליח לשדר אותות בתדר אינפרא-אדום קרוב (NIR) ולכוון את אנטנת השידור ברוחב זווית של 40 מעלות וברמת דיוק של 0.2 מעלה. כעת המטרה היא לשפר את הביצועים ולהביא אותם לרמת הדרישות המקובלת בתעשייה.

להערכת המכון, אחד מהחידושים המרכזיים בשבב החדש הוא היכולת למעקב וכיוונון עצמי של האנטנות. כאשר מייצרים מערך אנטנות כל כך קטנות, קשה להגיע לדיוק אופטימלי, ולכן יש להתאים את הסטת הפאזה למרחקים האמיתיים בין האנטנות השונות. החוקרים ב-imec שילבו בתוך השבב מספר אינטפרומטרים בין האלמנטים מזיזי הפאזה לבין האנטנות. הם מודדים את הפרשי הפאזה האמיתיים בין האותות המגיעים לאנטנות סמוכות. המידע נמדד באמצעות פוטו-דיודה והמידע מאפשר לבצע תיקוני פאזה מיידיים כדי לשפר את דיוק הכיוון ורוחב האלומה המשודרים.

בעקבות ההכרזה, הודיעה imec שהיא מחפשת שותפים טכנולוגיים להמשך הפיתוח, ושמפת הדרכים שלה כוללת פיתוח גרסה של הטכנולוגיה לתדרי תקשורת נמוכים יותר, במיוחד כדי להתאימה ליישומים בתחום רשתות הדור החמישי (5G).

Share via Whatsapp

פורסם בקטגוריות: אלקטרואופטיקה , חדשות , סמיקונדקטורס

פורסם בתגיות: Imec , LiDAR