研究人员演示了第一种纳米光子微波成像仪芯片，该芯片比等效的全电系统要小得多，而且效率更高，使手持微波成像仪能够用于穿透墙成像和肿瘤检测等应用。资料来源:Ella Maru工作室
研究人员将庞大的成像系统缩小到毫米大小的芯片，可以用来透视墙壁或检测肿瘤。天富平台优势
美国国务院国际信息局《美国参考》从华盛顿报道，研究人员已经开发出一种新的微波成像仪芯片，该芯片有朝一日可能会使低成本的手持微波成像仪或照相机成为可能。因为微波可以穿过某些不透明的物体，新的成像仪可以用于穿透墙壁成像或通过身体组织检测肿瘤。
在光学学会(OSA)的高影响研究期刊《光学》(Optica)上，研究人员描述了他们如何使用标准半导体制造工艺制作包含1000多个光子组件的微波成像仪芯片。这个方形芯片每边长约2毫米，大约是铅笔橡皮的一半宽度。
“如今实用的微波成像仪都是台式系统，既笨重又昂贵，”来自美国宾夕法尼亚大学的研究小组组长费鲁兹·阿夫拉图尼说。“我们新的近场成像仪使用光学设备而不是电子设备来处理微波信号。这使我们能够制造出一种基于芯片的成像设备，类似于许多智能手机上的光学摄像芯片。”
手持近场微波成像仪将用于许多应用，包括高分辨率脑成像和监测心脏运动和呼吸。微波象仪的小型化也将有利于雷达系统中的跟踪目标和低功率、高速通信链路等应用。天富平台优势
用于产生微波图像的光学处理
像智能手机中的那种光学相机，通过镜头在相机的图像传感器上形成图像。新的近场成像仪使用四个天线接收物体反射的微波信号。然后，这些微波信号被编码成一个光学信号，并经过光学处理——模拟微波透镜——以形成图像。
纳米光子微波成像芯片
研究人员制作了一种纳米光子微波成像芯片。它包含了超过1000个光子器件，在这张特写中可以看到其中的一些。图:法希德·阿什蒂亚尼，宾夕法尼亚大学电子-光子微系统实验室
这种基于芯片的成像仪包括1000多个光子元件，如波导、定向耦合器、光电二极管和环形调制器。其中，用于信号处理的光学延迟元件网络是一个重要的组成部分，它由280多个延迟单元组成。
阿什蒂亚尼(Farshid Ashtiani)是Aflatouni小组的一名研究生，也是这篇论文的合著者。他说:“这个系统比它的电子等效元件要小得多，效率也高得多，因为延迟单元要小10倍以上，效率也高10倍以上。”“它们还可以使用更短的微波脉冲，从而产生更高的成像分辨率。”
演示微波成像仪
为了演示这种新芯片，研究人员用它来成像带有金属表面的物体，包括每边24厘米的金属正方形和宾夕法尼亚大学的标志。在短微波脉冲照射到放置在成像仪前的每个物体后，四个天线接收到反射信号，用来形成每个目标物体的图像。
Aflatouni说:“我们的工作表明，标准半导体制造技术可以用于创建包含多种器件的健壮光子系统。”“我们演示的微型成像芯片可以放大，实现低成本手持高分辨率微波成像。”
现在他们已经演示了基于芯片的微波成像仪，研究人员计划通过增加芯片上延迟线的数量，使用更先进的制造技术和拼接更小的图像来增加像素的数量。他们还想用更短的微波脉冲来获得更高的分辨率。
