Une nouvelle puce d’imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés

Une nouvelle puce d'imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés

L’imageur térahertz est doté d’une micropuce (voir encadré) et d’un réflecteur qui augmente la distance et la qualité de l’imagerie et réduit la consommation d’énergie. La micropuce émet des faisceaux de rayonnement dans la gamme des térahertz (430 GHz) du spectre électromagnétique à partir de pixels pas plus gros qu’un grain de sable. Les faisceaux traversent des obstacles que la lumière optique ne peut pas pénétrer et rebondissent sur les objets avant de revenir à la micropuce, où les pixels captent le signal pour créer des images. Crédit : Université du Texas à Dallas

Des chercheurs de l’Université du Texas à Dallas et de l’Oklahoma State University ont mis au point une micropuce d’imageur térahertz innovante qui peut permettre aux appareils de détecter des objets et de créer des images à travers des obstacles tels que le brouillard, la fumée, la poussière et la neige.

L’équipe travaille sur un appareil pour des applications industrielles nécessitant une imagerie jusqu’à 20 mètres de distance. La technologie pourrait également être adaptée pour être utilisée dans les voitures afin d’aider les conducteurs ou les systèmes de véhicules autonomes à naviguer dans des conditions dangereuses qui réduisent la visibilité. Sur un écran automobile, par exemple, la technologie pourrait afficher des contours et des formes pixélisées d’objets, tels qu’un autre véhicule ou des piétons.

“La technologie vous permet de voir dans des environnements malvoyants. Dans les environnements industriels, par exemple, les appareils utilisant les micropuces pourraient aider à l’inspection des emballages pour le contrôle des processus de fabrication, la surveillance de la teneur en humidité ou la vision à travers la vapeur. Si vous êtes pompier, cela pourrait vous aider à voir à travers la fumée et le feu », a déclaré le Dr Kenneth K. O, professeur de génie électrique et informatique et titulaire de la chaire Texas Instruments Distinguished University à la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science.

Yukun Zhu, doctorant en génie électrique, a annoncé la technologie d’imagerie le 21 février lors de la conférence virtuelle internationale sur les circuits à semi-conducteurs, parrainée par l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) et sa Solid-State Circuits Society.

Une nouvelle puce d'imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés

Comment l’appareil peut créer des images d’une cible malgré un épais brouillard. L’image pixélisée en bas à droite montre le contour et la forme détectés à travers le brouillard. Crédit : Université du Texas à Dallas

Cette avancée est le résultat de plus de 15 ans de travail d’O et de son équipe d’étudiants, de chercheurs et de collaborateurs. Ce dernier effort est soutenu par Texas Instruments (TI) par le biais de son programme de recherche technologique fondamentale TI.

“TI a fait partie du voyage au cours de la majeure partie des 15 années”, a déclaré O, qui est directeur du Texas Analog Center of Excellence (TxACE) à UT Dallas. “La société a été un soutien clé de la recherche.”

La micropuce émet des faisceaux de rayonnement dans la gamme des térahertz (430 GHz) du spectre électromagnétique à partir de pixels pas plus gros qu’un grain de sable. Les faisceaux traversent le brouillard, la poussière et d’autres obstacles que la lumière optique ne peut pas pénétrer et rebondissent sur les objets et reviennent à la puce, où les pixels captent le signal pour créer des images. Sans l’utilisation de lentilles externes, l’imageur térahertz comprend la micropuce et un réflecteur qui augmente la distance et la qualité d’imagerie et réduit la consommation d’énergie.

Les chercheurs ont conçu l’imageur à l’aide de la technologie semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS). Ce type de technologie de circuit intégré est utilisé pour fabriquer la majeure partie des appareils électroniques grand public, ce qui rend l’imageur abordable. Le groupe d’O a été l’un des premiers à montrer que la technologie CMOS était viable, et depuis lors, ils ont travaillé pour développer une variété de nouvelles applications.

Une nouvelle puce d'imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés

L’image pixélisée démontre la capacité de l’imageur à détecter un objet à travers une boîte en carton. Crédit : Université du Texas à Dallas

“L’élément clé de l’imageur térahertz est de rendre les pixels petits et de faible puissance. Vous devez intégrer un émetteur, un récepteur et une antenne dans une si petite zone”, a déclaré le Dr Wooyeol Choi, professeur adjoint de génie électrique et informatique à l’Oklahoma State. Université et ancien professeur assistant de recherche à l’UT Dallas, où il a commencé les travaux sur la technologie avec O.

“Un autre résultat révolutionnaire rendu possible grâce à des innovations qui ont dépassé les limites fondamentales de gain actif du CMOS est que cette technologie d’imagerie consomme plus de 100 fois moins d’énergie que les multiéléments actuellement étudiés pour les mêmes applications d’imagerie. Ceci et l’utilisation du CMOS rendent les applications grand public de cette technologie possible », a déclaré O, membre de l’IEEE.

« UT Dallas et Oklahoma State continuent de découvrir des innovations technologiques qui contribueront à façonner l’avenir », a déclaré le Dr Swaminathan Sankaran, directeur de la conception et membre distingué du personnel technique chez TI Kilby Labs. “Ce que le Dr O et son équipe de recherche ont pu accomplir était vraiment remarquable avec ce travail d’imageur en mode réflexion monostatique térahertz. Leurs recherches ouvrent la voie à une résolution angulaire brute améliorée et à une intégration de système à faible consommation et à faible coût, et nous sommes ravis de voir à quelles applications et cas d’utilisation cette technologie d’imagerie térahertz mènera.”


Une nouvelle puce d’imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés


Fourni par l’Université du Texas à Dallas

Citation: Une nouvelle puce d’imageur aide les appareils à mettre en lumière des objets cachés (6 juin 2022) récupéré le 6 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-imager-microchip-devices-hidden.html

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