太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

2021/11/04 02:05 · 传感器知识资讯 ·  · 太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所已关闭评论
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太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所光学传感器因其高灵敏度得到广泛应用。然而光学传感器通常需要复杂的光路,即使采用微纳光学结构的微型光传感器,也依赖于昂贵和庞大的光学表征与测试系统,才能完整传感测试工作。在可穿戴监测与食品环境检验等需求日益增加的情况下,便携式的光学传感器是选择

太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所  第1张

太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

光学传感器因其高灵敏度得到广泛应用。然而光学传感器通常需要复杂的光路,即使采用微纳光学结构的微型光传感器,也依赖于昂贵和庞大的光学表征与测试系统,才能完整传感测试工作。在可穿戴监测与食品环境检验等需求日益增加的情况下,便携式的光学传感器是选择之一。发展类似pH试纸的光学传感器,利用折射率变化引起的色彩变化反映被测物的特性,是我们追求的目标。基于可见光波段的纳米结构的共振、干涉等光学现象是色散的,基于此我们将发展比色传感器。通过集成光谱分析算法,内嵌入手机等平台,可以进一步提高灵敏度。
太赫兹传感器:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所  第2张

太赫兹传感器:太景科技:让太赫兹技术不再遥不可及

「本文来源:江苏经济报」
太赫兹是位于毫米波和红外线之间的电磁波频段,是人类尚未充分利用的最后一段电磁波,频率范围定义为100GHz到10THz。太赫兹技术被认为是未来十大战略技术之一。如何加速太赫兹技术在民用领域产业的运用进程,如今,国际上越来越多的科技者们和创业者们纷纷开启探索。在南京江北新区产业技术研创园内,成立于2020年的太景科技(南京)有限公司就是其中一家。
风来了,在南京开启创业之旅
“太景二字的含义就是要‘实现太赫兹愿景’。”太景科技(南京)有限公司创始人赵衍将自己那份最纯粹、执着的初心简单明了地寄托在了一方名牌之上。
赵衍告诉记者,与毫米波频段相比,太赫兹具有更丰富的频谱资源,有利于实现更精确的测距、测厚、运动感知、透视成像以及化学成分鉴定等;与红外线相比,太赫兹具有很好的物质穿透能力,非常适合非极性材料的内部结构探测。从功能上看,太赫兹产品可覆盖时域光谱分析系统、雷达系统、成像系统、测量仪器和通信系统等众多领域,将对人类科技发展产生巨大促进作用。“然而,受限于高昂的实现成本,太赫兹技术目前主要应用于宇航遥感领域,国际范围内的民用领域产业进程都非常缓慢。”
“近15年以来,国际学术界针对硅基太赫兹集成电路进行了长期的探索。随着普通硅工艺(CMOS或SiGe)不断向纳米精度提升,国际上硅基太赫兹集成电路逐渐开始产业化,这对大幅降低太赫兹核心技术成本,加速民用化的进程产生了深刻的影响。”站在历史的机遇期,赵衍毅然放弃了在国外发展的机会,带着十余年的研究经验,来到自己读博时所在的城市——南京,开启创业之旅。
2020年,在江北新区与研创园优惠政策的支持下,太景科技(南京)有限公司应运而生,专注于CMOS太赫兹芯片和相关模块与设备研发,并迅速组建了一支由留学归国的资深芯片专家、材料专家、市场专家以及多学科领域的优秀工程师组成的研发和市场团队。“国内目前在CMOS太赫兹领域仍然是空白,我就想把研究的成果转化为造福社会的产品。”赵衍言辞恳切地说道。
创新积淀,成就太景速度
今年6月,太景科技佳音传出:成功实现频率接近400GHz的CMOS太赫兹源和成像芯片。短短一年时间,太景科技成为国内首家掌握频率超过300GHz的硅基太赫兹芯片公司。该芯片可广泛应用于市场规模巨大的工业检测领域。
赵衍介绍说,此前,在工业检测领域,主流的光学成像只能检测产品外观缺陷,而具备穿透能力的X射线和超声波各自有不同的局限, X射线有电离辐射危害,一定要在密闭空间使用,超声波则分辨率差且需要耦合剂,不便于快速非接触式探伤。“太赫兹具有良好的穿透性、无电离辐射、无须耦合剂等特点,太赫兹成像技术能很好地弥补这些技术在非导电类材料生产线全检或便携式检修上的局限性,且不会对操作人员和被测物质产生破坏作用。”
太景科技如此快速的成果诞生背后,是以公司掌门人赵衍为代表的科研团队的创新积淀。早在2009年,赵衍赴德国Wuppertal大学攻读博士后时,他就从事了硅基太赫兹集成电路设计,并创造了多个芯片业界第一,包括世界首款1千像素太赫兹照相机传感器芯片、首款1毫瓦的太赫兹源、0.5THz的阵列源芯片等。2013年,赵衍赴美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)成为高级研究员。科研期间,为尝试降低宇航遥感卫星上的太赫兹本振源的成本、功耗和尺寸,他三年攻坚,历经十几次流片,克服重重技术困难,又设计出了世界上第一颗频率达到550GHz的太赫兹锁相环CMOS芯片。该芯片至今仍保持着工作频率最高的世界纪录。2016年,赵衍还在美国联合创办了Alcatera LLC,担任CTO,把太赫兹芯片技术带入了工业无损探伤领域,领导开发了太赫兹工业质检设备,并已成功商用。
广泛布局,激发太赫兹民用潜力
“硅基太赫兹芯片及其应用技术属于一个新兴领域,其潜力尚未被行业充分认识。在探索市场的过程中,每一个新应用的发现都是一份惊喜,每一类产品的研发都是一次创作。”在太景科技的官方网站上,有着这样一段介绍。事实上,结合着太赫兹产业链尚处在初期阶段的现实情况,作为一家高端芯片的研发公司,太景科技也积极在应用领域展开了产品布局,并已与多家头部客户展开深入合作。
据透露,太景科技的太赫兹实时成像工业检测设备FalconWaveTM样机将于今年完成。设备可通过透视成像发现诸如裂痕、气泡、杂质、密度不均、厚度不均、内层裂缝、内层污染等产品质量问题,其智能算法还可为高速生产线提供实时缺陷识别,通过标准工业通信接口与生产线控制中心通信,支持全自动化的质量检测。针对我国运营着全球电压等级最高、能源资源配置能力最强、并网新能源规模最大的特大型电网,迫切需要以数字化、现代化手段推进管理变革的现状,太景科技还同时在研一款应用于电网重要部件的故障监测传感器——SpiderSenseTM系列传感器,致力解决电网重要设备运维的长期痛点,提升我国电网智能化的水平。
此外,公司还计划于后年推出大健康传感器。“这样的运营策略比较契合我国作为制造业大国、能源大国和人口大国的优势,能够最大限度发挥太赫兹技术在民用市场的潜力。”赵衍解释道。眼下,公司的目标也很明确,就是要“尽快将相关产品推向市场”。“我们希望通过太景科技的不断努力,使我国在太赫兹民用产业化领域达到世界领先地位。”
通讯员 胡晓靓 江苏经济报记者谢树仁 洪姝翌
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太赫兹传感器:掌握频率超过300GHz CMOS太赫兹芯片,太景科技获超千万元天使轮融资

掌握频率超过300GHz CMOS太赫兹芯片,太景科技获超千万元天使轮融资

猎云网
9月29日
截止目前,太景科技在CMOS太赫兹集成电路、太赫兹实时成像系统、太赫兹传感器领域居于世界前沿水平。创始人赵衍在东南大学获得博士学位,师从国务院归国定居专家王志功教授;毕业后在德国Wuppertal大学从事太赫兹集成电路博士后研究,四年后赴美国加州...百度快照

太景科技完成超千万元天使轮融资 用于CMOS太赫兹芯片等研发

爱集微APP
9月29日
太景科技官方消息显示,公司成立于2020年,由国际硅基太赫兹集成电路专家归国创办。团队还包括留学归国的资深基带芯片专家、国际资深材料科学家、以及多位行业资深专家。据悉,太景科技掌握低成本硅基太赫兹芯片技术,并以此为核心传感器构建...百度快照

融资丨CMOS太赫兹芯片企业「太景科技」获超千万元天使轮融资,启高...

金融界
9月30日
截止目前,太景科技在CMOS太赫兹集成电路、太赫兹实时成像系统、太赫兹传感器领域居于世界前沿水平。公司组建了包括海归专家、各领域优秀工程师和资深市场运营专家在内的顶尖团队。公司核心技术产品具备国际领先优势,并成功实现频率接近400GHz的...百度快照

太赫兹传感器在工业及医疗领域前景广阔 有望逐步实现商业化

新思界网
10月8日
太赫兹是频率范围在0.1-10THz的电磁辐射,其应用领域主要是通信和传感。根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年太赫兹传感器行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,太赫兹传感器是利用太赫兹原理制造而成的传感器,由于太赫兹频段的电磁...百度快照

传感器热点:三星推出具有升级自动对焦功能的新型图像传感器

腾讯网
2月24日
2月22日晚间消息,据EEtimes报道,近日苹果针对6G无线技术发布了相关工作岗位的招聘启示,工作地点为库比蒂诺(Cupertino)和圣地亚哥(San Diego)。在太赫兹相关领域,目前苹果已经提交了四个与太赫兹传感器模块有关的专利申请。百度快照

苹果开发新的太赫兹辐射传感器技术 用于无创血糖监测

cnBeta
2月12日
"使用环境传感器增强性能的动态环境中的太赫兹光谱和成像"是主要的新专利申请,其他三项是它的相关变体。所有四项专利都归功于同一个发明团队,并且都涉及使用电磁波作为系统的一部分。之前的提案中,有各种利用光来检测 "气体、健康/液体...百度快照

日本研发灵活且便捷的太赫兹相机传感器阵列

RFID世界网
2月23日
为此,由东京工业大学的一组研究人员在Yukio Kawano副教授的带领下,目前已经通过设计一种灵活且便携的太赫兹传感器阵列来解决上述问题,这种传感器阵列可以用来对形状不规则物体的“盲区”进行无损成像。 百度快照

东京工业大学研发柔性太赫兹摄像机,可实现不规则物体的盲区成像

DeepTech深科技
2月21日
值得一提的是,这种通过自对准过滤过程,去将热传感器、太赫兹传感器、应变传感器和生物化学传感器结合在一起的技术,未来有望不断衍生,并发展出全方位薄片传感器这一全新的研究方向。 举报/反馈 发表评论 发表 作者最新文章 感动中国2020年度...百度快照

...三星正式进军ToF图像传感器领域,小如米粒便携式太赫兹激光器...

搜狐网
2020年11月13日
激光:小如米粒便携式太赫兹激光器问世,将在医学成像、违禁物检测等领域大显身手 光学:OIS光学防抖成旗舰机标配,未来竞争激烈 三星正式进军ToF图像传感器领域 继9月份申请商标之后,三星终于要正式进军ToF图像传感器领域。ToF飞行时间是一种3d...百度快照

太景科技:让太赫兹技术不再遥不可及

潇湘晨报
8月30日
此外,公司还计划于后年推出大健康传感器。“这样的运营策略比较契合我国作为制造业大国、能源大国和人口大国的优势,能够最大限度发挥太赫兹技术在民用市场的潜力。”赵衍解释道。眼下,公司的目标也很明确,就是要“尽快将相关产品推向...百度快照

太赫兹传感器:日本研发新型太赫兹传感器阵列,具有灵活且便携的特点

原标题:日本研发新型太赫兹传感器阵列,具有灵活且便携的特点

据麦姆斯咨询报道,东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)和日本理化学研究所(RIKEN)的科学家们已经开发出一种灵活、便携、多功能的太赫兹(THz)相机传感器阵列。这种新型的太赫兹传感器阵列克服了传统太赫兹相机在体积和刚度方面的缺点。由于其具有灵敏度高、适应性强、易于拍摄不规则形状的物体等优点,因此它是有效控制复杂设备质量的潜在工具。

在如今的数字时代,嵌入传感器和软件的“物联网(IoT)”设备的应用日益广泛。这些设备包括无线通讯设备、自动化机器人、可穿戴传感器和智能安防系统等。由于这些物联网设备具有复杂的结构和功能,需要对它们进行仔细检查,以评估其安全性和实用性,并排除任何潜在的缺陷问题。但是,与此同时,我们还必须避免在检查过程中损坏物联网设备。

太赫兹成像是一种基于频率在0.1~10THz之间的电磁辐射的无损成像方法,由于其高穿透性、高分辨率和高灵敏度而获得应用。然而,传统的太赫兹相机具有庞大的体积,且在刚度方面具有不利因素,因此限制了它们对不平表面物体的成像能力。此外,太赫兹相机的成本高和传感器配置缺乏通用性,使得它们成为一个不切实际的应用方案,所以我们需要适应性更强的太赫兹传感器。

为此,由东京工业大学的一组研究人员在Yukio Kawano副教授的带领下,目前已经通过设计一种灵活且便携的太赫兹传感器阵列来解决上述问题,这种传感器阵列可以用来对形状不规则物体的“盲区”进行无损成像。

Yukio Kawano对他们发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上的研究结果感到很满意,他说:“鉴于测试对象在形状、结构和尺寸上的多样性,太赫兹摄像机的设计和传感器必须适应不同的配置。在我们的研究中,开发了一种简单且成本效益高的制造方法,可以制造出形状可调的太赫兹传感器阵列。”

科学家们知道,太赫兹传感器所用的材料必须在太赫兹光谱中具有良好的吸收能力,同时具有将辐射转换为可检测电信号的高效率。因此,Yukio Kawano的研究团队选择了碳纳米管(CNT)薄膜,这种薄膜也具有良好的机械强度和柔韧性。他们将碳纳米管溶液通过带有激光诱导缝隙的聚酰亚胺薄膜和使用真空的薄膜过滤器。干燥后,碳纳米管溶液在图案化聚酰亚胺薄膜层之间保持为独立悬浮结构。此外,他们开发了一种基于碳纳米管薄膜阵列的自组装及形成两端电极的简单制造工艺。为此,他们在有图案的聚酰亚胺薄膜上通过蒸发工艺形成金属电极。上述这些制造工艺共同形成了一个太赫兹传感器阵列。有意思的是,可以通过改变过滤条件和摩擦力进而改变悬浮碳纳米管膜的结构,这样使得太赫兹传感器阵列可定制化。

此外,还可以用剪刀将上述太赫兹传感器阵列剪成更小的便携式可穿戴传感器,这些传感器可以贴在测试物体的表面上,以便更好地覆盖测试区域。研究人员利用该传感器检测和可视化树脂中聚合物的裂缝、杂质和不均匀涂层,以及检测弯管内的污泥,展示了其广泛的工业应用,从而突出了太赫兹成像在质量控制方面中的潜力。

Yukio Kawano在强调其研究的应用时说:“我们的传感器可以很容易地为大型和不可移动物体进行无损成像。独特的二维太赫兹传感器阵列可以减轻与物体形状和位置有关的限制,助力各种物联网设备的检测。” 返回搜狐,查看更多

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