首次實現(xiàn)高速可編程大陣列二維光學(xué)相控陣芯片

來自美國加州大學(xué)伯克利分校（以下簡稱：伯克利）MEMS專家團隊的研究成果首次實現(xiàn)了高速可編程、大陣列的二維光學(xué)相控陣（2-D Optical Phased Array, OPA）芯片。與傳統(tǒng)的硅光、液晶等OPA技術(shù)相比，該芯片創(chuàng)新性地將新型光柵結(jié)構(gòu)與硅基MEMS技術(shù)相結(jié)合，具有更經(jīng)濟、更高速、更高可靠性等優(yōu)點。

此外，該MEMS OPA的光學(xué)調(diào)制在自由空間完成，可實現(xiàn)無插損的光學(xué)耦合。尤其需要指出的是，其光柵結(jié)構(gòu)可同時應(yīng)用于從可見光到近紅外的寬帶光譜，不受硅光片上集成的波長限制，從而可直接應(yīng)用于新一代醫(yī)療成像設(shè)備、光通信和全息電視等廣泛領(lǐng)域，并為自動駕駛汽車提供更強大的激光雷達（LiDAR）傳感器。相關(guān)論文已發(fā)表于Optica期刊，詳細了解請參閱：https://doi.org/10.1364/OPTICA.6.000557。

光學(xué)相控陣的概念已經(jīng)提出了數(shù)十年，目前用于醫(yī)療成像和光通信等領(lǐng)域。伯克利研究人員的思路是構(gòu)建一種光發(fā)射器陣列，并通過改變它們的相位，或者改變它們產(chǎn)生的光波的排列，從而獲得一種沒有物理運動，但可以向任何方向發(fā)射激光束的光源。這種靈活的光束偏轉(zhuǎn)在LiDAR技術(shù)中非常有用。LiDAR正是通過向各個方向發(fā)射激光束，并測量它們返回所需要的時間來確定附近物體的距離。

如今，使用最廣泛的LiDAR是安裝在自動駕駛車輛頂部的機械旋轉(zhuǎn)式LiDAR傳感器，例如由Velodyne推出的最廣為人知的“全家桶”HDL-64E。這種LiDAR生產(chǎn)成本高且可靠性堪憂，因為尚不清楚這種機械旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能否承受多年的車輛日常使用。這就是為什么許多產(chǎn)業(yè)專家認為光學(xué)相控陣作為一種固態(tài)LiDAR技術(shù)，更具前景。

“目前，光學(xué)相控陣應(yīng)用于LiDAR的最大挑戰(zhàn)，是其逐點掃描相對較慢的光束偏轉(zhuǎn)速度，以及其有限的整體孔徑，這決定了系統(tǒng)的光學(xué)分辨率?！鼻安死┦亢笱芯繂T、該論文第一作者王佑民博士表示。

王佑民博士指出，在傳統(tǒng)的光學(xué)相控陣設(shè)計中，調(diào)制光束強度的空間光調(diào)制器大多由非常小的運動部件組成，因此這些器件僅在某些波長下工作，并且受限于可掃描的范圍。這限制了它們的效率和可靠性，因為它們的信號會受到周圍環(huán)境的影響，尤其是溫度急劇變化的環(huán)境。

為了克服這些限制，王佑民博士及其研究團隊開發(fā)了一種利用MEMS執(zhí)行器橫向移動光柵元件的硅基芯片，該光柵元件可在各個方向上衍射光線。這種移相運動為輸出激光束增加了延遲，創(chuàng)建了一種全息圖案，將光引導(dǎo)到預(yù)定義的圖案中。這種工作機制基本上類似空間光調(diào)制器，使研究人員能夠顯著降低旁瓣強度，從而提高該技術(shù)的光學(xué)傳輸效率。

伯克利研究人員利用構(gòu)建所有微處理器基本單元的成熟CMOS技術(shù)使該芯片具有可編程的功能。這意味著用戶可以在芯片上預(yù)編程不同的全息圖案。通過在MEMS執(zhí)行器頂部堆疊160 x 160陣列的微調(diào)多晶硅移相器，研究人員能夠減少光束發(fā)散并增加可分辨點的數(shù)量。這使得該芯片可以實現(xiàn)大視場角，構(gòu)建其周圍環(huán)境的高分辨率3D全息圖。此外，通過使用現(xiàn)有的制造工藝，該芯片的制造成本相比由液晶制成的光學(xué)相控陣更低。

伯克利研究人員在原型演示中實現(xiàn)了55 KHz的諧振頻率，對應(yīng)于5.7 us的響應(yīng)時間（光學(xué)相控陣將一個全息圖案變?yōu)榱硪粋€全息圖案所需要的時間），該響應(yīng)速度幾乎是傳統(tǒng)基于液晶的光學(xué)相控陣的1000倍。通過利用封裝在3.1mm x 3.2mm芯片上的25600像素大陣列，這款MEMS二維光學(xué)相控陣能夠捕捉周圍環(huán)境的高分辨率圖像。

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可編程邏輯陣列（PLA）簡介

電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：PLA，ProgrammableLogicArray的簡稱，意為可編程邏輯陣列。本文將著重介紹可編程邏輯陣列PLA的一些基本概念、類型以及基礎(chǔ)應(yīng)用。一 . PLA的基本概念 可編程邏輯陣

2012-10-12 16:01:15

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EDA技術(shù)與可編程ASIC的設(shè)計實現(xiàn)

EDA技術(shù)與可編程ASIC的設(shè)計實現(xiàn)，下來看看。

2016-05-19 15:16:15

基于現(xiàn)場可編程門陣列的圖像調(diào)焦系統(tǒng)

基于現(xiàn)場可編程門陣列的圖像調(diào)焦系統(tǒng)，感興趣的小伙伴們可以瞧一瞧。

2016-09-22 12:04:45

現(xiàn)場可編程邏輯門陣列器件 FPGA原理及應(yīng)用設(shè)計

現(xiàn)場可編程邏輯門陣列器件 FPGA原理及應(yīng)用設(shè)計

2017-09-19 11:26:26

基于光學(xué)相控陣理論的陣列集成光波導(dǎo)的分析

進行了仿真計算，最終給出了相控陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。結(jié)果表明，應(yīng)用該集成陣列波導(dǎo)的光學(xué)相控陣結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)光束連續(xù)精確定向偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度可達依4.5毅，相位控制半波電壓小于 6 V，其系統(tǒng)光學(xué)控制單元損耗低且響應(yīng)速度快。 光學(xué)相

2017-10-30 14:55:57

電子技術(shù)基礎(chǔ)知識存儲器、復(fù)雜可編程器件和現(xiàn)場可編程門陣列的介紹

本文檔的詳細介紹的是電子技術(shù)基礎(chǔ)知識存儲器、復(fù)雜可編程器件和現(xiàn)場可編程門陣列的介紹主要內(nèi)容包括了： 1 只讀存儲器，2 隨機存取存儲器，3 復(fù)雜可編程邏輯器件，4 現(xiàn)場可編程門陣列，5 用EDA技術(shù)和可編程器件的設(shè)計例題

2019-02-22 08:00:00

新型光柵結(jié)構(gòu)與硅基MEMS技術(shù)相結(jié)合的光學(xué)相控陣

據(jù)麥姆斯咨詢報道，來自美國加州大學(xué)伯克利分校（以下簡稱：伯克利）MEMS專家團隊的研究成果首次實現(xiàn)了高速可編程、大陣列的二維光學(xué)相控陣（2-D Optical Phased Array， OPA

2019-08-31 08:19:00

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Xilinx可編程芯片設(shè)計首次推出自適應(yīng)計算加速平臺

半導(dǎo)體公司Xilinx日前揭開旗下數(shù)據(jù)中心軟件可編程芯片設(shè)計的面紗，Xilinx稱該數(shù)據(jù)中心軟件可編程芯片設(shè)計是全新計算類別的一部分。

2019-12-24 14:38:22

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可編程陣列邏輯構(gòu)造_可編程邏輯器材的運用

可編程邏輯器材的根柢電路—可編程二極管與門電路和可編程二極管或門電路已介紹。而按PLD所包括門多少（即密度凹凸）分：低密度PLD器材—等效邏輯門﹤十00個；高密度PLD器材—等效邏輯門不計其數(shù)（幾千、幾萬、幾十萬門以上）；這兒議論低密度器材。圖示電路是低密度PLD的構(gòu)造圖：

2020-06-17 09:13:12

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可編程陣列邏輯的構(gòu)造及運用

輸出和反響構(gòu)造由可編程的與陣列和固定的或陣列構(gòu)成，沒有輸出反響信號，輸入和輸出引出端是固定的，不能由用戶自行界說。只適用于簡略的組合邏輯電路方案。

2020-06-19 09:07:40

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相控陣天線的一維和二維陣列

原文標題：課件|相控陣天線：一維和二維陣列文章出處：【微信公眾號：微波射頻網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

2020-11-08 10:44:42

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可編程邏輯陣列fpga和cpld說明

可編程邏輯陣列fpga和cpld說明。

2021-03-30 09:30:05

現(xiàn)場可編程門陣列簡介

FPGA業(yè)界的可編程只讀存儲器（PROM）和可編程邏輯器件（PLD）萌芽。可編程只讀存儲器（PROM）和可編程邏輯器件（PLD）都可以分批在工廠或在現(xiàn)場（現(xiàn)場可編程）編程，然而，可編程邏輯被硬線連接在邏輯門之間。

2021-04-07 10:14:02

基于現(xiàn)場可編程門陣列的電機控制器算法驗證

基于現(xiàn)場可編程門陣列的電機控制器算法驗證

2021-06-18 15:04:21

基于現(xiàn)場可編程門陣列的電機控制器測試

基于現(xiàn)場可編程門陣列的電機控制器測試

2021-07-02 16:57:00

片上可編程系統(tǒng)原理及應(yīng)用

片上可編程系統(tǒng)SOPC是一種靈活、高效的SoC解決方案，而FPGA 是可編程再設(shè)計的“萬能”芯片，F(xiàn)PGA是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，在硅片上預(yù)先設(shè)計實現(xiàn)的具有可編程特性的集成電路，未來的FPGA芯片密度不斷提高。

2021-10-01 09:07:00

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二維微機電陣列為移動光譜分析儀打下基礎(chǔ)

2022-11-02 08:16:09

可編程邏輯器件測試方法

可編程邏輯器件 (Programmable Loeie Device,PLD）是一種用戶編程實現(xiàn)某種邏輯功能的邏輯器件，主要由可編程的與陣列、或陣列、門陣列等組成，可通過編程來實現(xiàn)一定的邏輯功能

2023-06-06 15:35:59

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可編程邏輯器件測試

可編程邏輯器件 (Programmable Loeie Device,PLD）是一種用戶編程實現(xiàn)某種邏輯功能的邏輯器件，主要由可編程的與陣列、或陣列、門陣列等組成，可通過編程來實現(xiàn)一定的邏輯功能。

2023-06-06 15:37:45

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可編程邏輯器件有哪幾種 fpga和cpld的特點

可編程邏輯陣列（Programmable Logic Array， PLA）：PLA是最早的可編程邏輯器件之一，由與非門陣列和或門陣列組成，通過編程配置來實現(xiàn)特定的邏輯功能。

2023-07-04 15:28:22

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用于二維波束掃描的集成鈮酸鋰光學(xué)相控陣

for two－dimensional beam steering”（用于二維波束掃描的集成鈮酸鋰光學(xué)相控陣）為題，發(fā)表于Optics letters，為該領(lǐng)域最早的期刊論文之一。

2023-07-24 11:51:01

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什么是FPGA？FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的綜合指南

現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 是可以在制造后進行編程和重新編程以實現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的半導(dǎo)體器件。

2023-09-14 16:30:57

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首次實現(xiàn)GHz頻率的二維半導(dǎo)體環(huán)形振蕩器電路

南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院王欣然教授、施毅教授帶領(lǐng)的團隊在二維半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域取得突破性進展。通過設(shè)計-工藝協(xié)同優(yōu)化(DTCO)，開發(fā)出空氣隔墻晶體管結(jié)構(gòu)，大幅降低寄生電容，在國際上首次實現(xiàn)了

2023-11-24 14:36:37

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簡單認識現(xiàn)場可編程門陣列

現(xiàn)場可編程門陣列 (Field Programmable Gate Array, FPGA)也稱為現(xiàn)場可編程器件，是在 PROM ( Programmable Read Only Memory

2023-12-01 09:25:15

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FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的綜合指南

現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 是可以在制造后進行編程和重新編程以實現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的半導(dǎo)體器件。

2023-12-07 17:15:02

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現(xiàn)場可編程門陣列是什么

現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，簡稱FPGA）是一種超大規(guī)模可編程邏輯器件，由可編程邏輯資源、可編程互連資源和可編程輸入輸出資源組成。FPGA的主要功能是實現(xiàn)以狀態(tài)機為主要特征的時序邏輯電路，被廣泛應(yīng)用于計算機科學(xué)技術(shù)、計算機硬件以及計算機邏輯部件等領(lǐng)域。

2024-03-16 16:38:04

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現(xiàn)場可編程門陣列設(shè)計流程

現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）設(shè)計流程是一個綜合性的過程，它涵蓋了從需求分析到最終實現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)。下面將詳細介紹FPGA設(shè)計流程的主要步驟。

2024-03-16 16:38:28

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現(xiàn)場可編程門陣列簡介

可編程邏輯塊（CLB）和輸入輸出模塊（IOB）。CLB是實現(xiàn)邏輯功能的基本單元，主要由邏輯函數(shù)發(fā)生器、觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器等數(shù)字邏輯電路構(gòu)成。IOB則提供了芯片引腳和內(nèi)部邏輯陣列之間的連接，可獨立編程為輸入、輸出和雙向I/O。

2024-03-27 14:48:34

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現(xiàn)場可編程門陣列的原理和應(yīng)用

可以根據(jù)用戶的設(shè)計進行配置，形成所需的邏輯功能?；ミB資源則是一組可編程的連接通道，用于將PLU連接在一起，以實現(xiàn)用戶定義的電路拓撲結(jié)構(gòu)。此外，F(xiàn)PGA還包括輸入輸出模塊（IOB），用于與外部設(shè)備或電路進行連接。

2024-03-27 14:49:00

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現(xiàn)場可編程門陣列的基本結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點

現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的基本結(jié)構(gòu)主要包括可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式塊RAM、豐富的布線資源、底層嵌入功能單元和內(nèi)嵌專用硬核等。其中，基本可編程邏輯單元是FPGA的核心，它

2024-03-27 14:49:23

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標準高速可編程陣列邏輯電路數(shù)據(jù)表

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《標準高速可編程陣列邏輯電路數(shù)據(jù)表.pdf》資料免費下載

2024-05-13 10:05:37

什么是現(xiàn)場可編程邏輯陣列？它有哪些特點和應(yīng)用？

可編程邏輯元件和可編程互連，實現(xiàn)邏輯電路的設(shè)計和配置。FPLA在電子系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)字信號處理、網(wǎng)絡(luò)通信等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。本文將對現(xiàn)場可編程邏輯陣列進行詳細介紹，包括其定義、原理、特點、應(yīng)用以及未來發(fā)展等方面。

2024-05-23 16:25:55

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我國學(xué)者首次實現(xiàn)基于數(shù)百離子二維陣列的可單點分辨的量子模擬器

近日，來自清華大學(xué)/合肥國家實驗室的段路明團隊成功實現(xiàn)了512個離子的二維陣列的穩(wěn)定束縛及300個離子的相干量子操縱與模擬。

2024-05-30 15:26:11

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可編程電源如何編程

可編程電源如何編程? 可編程電源是一種可以調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的電源設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備測試、研發(fā)和生產(chǎn)等領(lǐng)域。通過編程，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置電源的輸出參數(shù)，實現(xiàn)自動化測試和控制。本文將詳細介紹

2024-06-10 15:24:00

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