Видеть сквозь предметы

Комплементарный металл-оксид-полупроводник (КМОП) — это технология производства микросхем, используемых для изготовления светочувствительных электронных компонентов, в частности датчиков, специализирующихся на точной визуализации. Впервые разработанные в начале 1990-х годов, эти датчики позволяют делать фотографии хорошего качества по более низкой цене и с меньшим размером матрицы. КМОП-сенсоры постепенно вытеснили приборы с зарядовой парой (ПЗС), в основном с появлением смартфонов.

В публикации, опубликованной на платформе IEEE Xplore в январе 2024 года, команда из Техасского университета в Далласе (США) продемонстрировала возможность производства чипов КМОП-сенсоров, обладающих достаточной чувствительностью в диапазоне миллиметровых волн. Цель? Видеть сквозь объекты.

Эта технология явно напоминает рентгеновскую, которая используется, например, в аэропортах для сканирования пассажиров. Однако эти устройства работают с передатчиками и приемниками. По мнению американских исследователей, можно будет видеть сквозь предметы, не устанавливая на другой стороне устройство, излучающее в определенном диапазоне частот и под точным углом.

Передатчики и приемники на одном модуле

Помните, что все фотодатчики — это кусочки кремния, изготовленные примерно так же, как процессоры и микросхемы в компьютерах. Однако чип КМОП имеет следующую особенность: часть, содержащая датчики, оголена, поэтому она подвергается воздействию нужных частот. Его тепловыделение, как и потребление статического электричества, низкое, поэтому выходное изображение содержит очень мало шума.

Американские исследователи продемонстрировали, что с помощью набора оптимизированных пикселей, радиопередатчиков и усилителей фазовой решетки можно объединить источник (передатчик) и приемник волн в одном модуле. В отличие от многих современных устройств, КМОП-чип восстанавливает изображение по отражению волн, излучаемых объектом.

Хотя авторы исследования продемонстрировали наблюдение на расстоянии всего одного сантиметра, они считают, что можно регулировать захват изображения и максимальную глубину, на которую оно может быть получено. Оптимизировав чип, мы сможем наблюдать внутренности предметов, мест и людей на расстоянии нескольких метров.