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フォトニクス：微小電気機械システムを用いた大面積シリコンフォトニクスLiDAR
Nature 603, 7900 doi: 10.1038/s41586-022-04415-8
三次元（3D）画像センサーによって、機械は、周囲の世界を知覚してマッピングし、周囲世界と相互作用できるようになる。光による検知と測距（LiDAR）のデバイスサイズは、機械式スキャナーによって制限されることが多い。焦点面アレイを用いた3Dセンサーは、機械的な可動部品なしに電子スキャンを可能にするため、固体LiDAR用の有望な候補である。しかし、その解像度はこれまで、最大でも512ピクセルが限界であった。今回我々は、視野角が広く（FoV、70° × 70°）、アドレス分解能が微細で（0.6° × 0.6°）、ビーム発散角の狭い（0.050° × 0.049°）、サブメガヘルツの動作速度でランダムアクセスビームアドレッシングを行う、1万6384ピクセルのLiDARについて報告する。回折格子アンテナと、微小電気機械システム（MEMS）が駆動する光スイッチからなる128 × 128素子の焦点面スイッチアレイ（FPSA）は、10 × 11 mm2のシリコンフォトニックチップにモノリシック集積されており、128 × 96のサブアレイがワイヤーで接続され、これが実験によって検証された。モノスタティック構成の周波数変調連続波（FMCW）測距によって、距離分解能1.7 cmの3D撮像が達成された。このFPSAは、相補型金属–酸化物–半導体（CMOS）製造工場で量産できるので、自動運転車、ドローン、ロボット、スマートフォンに用いるユビキタス3Dセンサーが可能になる。
