空客在太赫兹成像技术上取得重要突破

2016-12-27 by:CAE仿真在线来源:互联网

【据法国《航宇防务》网站报道】空客集团创新分公司联合七家研究机构在太赫兹成像技术方面取得重要突破。该技术在空间观测、医学成像、工业自动化和安全检查等领域具有巨大的潜力。

太赫兹技术在空间观测、医学成像、工业自动化和安全检查等领域具有巨大的潜力

在欧盟TeraTOP项目的资助下,合作团队开发出一种新的照相机,在利用太赫兹波提供高精度成像的同时承诺降低生产和运营成本。

空客集团创新分公司网站上发布的片上太赫兹相机图片

研发背景

太赫兹频率对应300千兆赫兹~10太兆赫兹,占据着在微波与光学之间的一段电磁频谱。举例来说,当用于安全检查时,太赫兹成像比现有毫米波成像提供的图像分辨率更高。

太赫兹频率对应300千兆赫兹~10太兆赫兹,占据着在微波与光学之间的一段电磁频谱

但是,尽管太赫兹技术研究已持续数十年,并且X射线、毫米波等其他频段的电磁频谱已在当前的成像技术中得到广泛应用,但太赫兹频率仍未得到充分利用。这是因为,现有的太赫兹应用往往需要复杂的生产流程,且操作期间需要大量冷却,最终导致生产和运营成本过高,市场需求相对较小。

相对于X射线、毫米波等其他频段的电磁频谱已在当前的成像技术中得到广泛应用,太赫兹频率仍未得到充分利用

以CMOS技术为基础的电子成像领域,其最新发展已在全球产生巨大的商业机遇。现有的成像技术几乎只能检测电磁波谱的可见光和近红外部分。到目前为止,类似功能在太赫兹范围内(0.3~3.0太赫兹) 的开发主要集中在特殊材料上,因缺乏适合大规模生产的设备和电路受到限制。

以CMOS技术为基础的电子成像领域,其最新发展已在全球产生巨大的商业机遇

项目介绍

TeraTOP项目于2011年启动,在长达45个月的项目过程中成功解决技术和成本问题。新照相机建立在可大大降低产品成本的潜在技术之上,使未来的太赫兹照相机和成像系统的大批量生产成为可能,将太赫兹成像技术的商业应用向前推进一大步。

TeraTOP项目的最终目标

TeraTOP项目研究的关键是为利用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术开发和生产太赫兹成像设备确定一套合适的策略。随着CMOS技术如今已广泛应用于计算机处理器和手机摄像头芯片,该技术有望减少生产成本并提高性能。

TeraTOP项目展示的太赫兹成像方法

新的芯片集成相机(0.5~1.5赫兹)有望拓展应用领域,并使用一种全新的太赫兹传感器,使相机在室温下操作,与通常需要昂贵的低温冷却(温度低于-200°C)过程的太赫兹传感器相比,具有明显优势。

TeraTOP项目的工作流程

新相机先进技术的融合使热敏性和太赫兹组件的高级集成得到提升。研究团队已生产出一架演示验证相机,由一个24×24焦平面阵列(FPA)的探测器和视频成像模式读取电路组成,并成功测试其全部功能。

TeraTOP项目两个进展阶段

目前相机设计适用于主动太赫兹成像,下一步开发有望提升敏感度,并用于被动成像。

主动太赫兹成像技术具有丰富的可扩展性

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