傳感新品

【香港理工大學(xué)：研發(fā)光電二極管陣列傳感器，在自動(dòng)駕駛、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力】

自然界的光譜世界浩瀚無(wú)垠，其波長(zhǎng)范圍之廣，攜帶著豐富多變的視覺信息。然而，這些信息并非一成不變，它們隨著光照環(huán)境的微妙變遷而動(dòng)態(tài)調(diào)整，這些變遷涉及光照的光譜構(gòu)成、介質(zhì)對(duì)光譜的篩選，以及物體表面反射光譜的獨(dú)特性。

當(dāng)前，盡管CMOS與CCD圖像傳感器技術(shù)已臻先進(jìn)，但它們的波長(zhǎng)感知范圍卻相對(duì)固定，面對(duì)復(fù)雜多變的照明環(huán)境——如色彩失衡的照明、背景光暈的干擾，或是光線的急劇衰減——這些傳感器往往顯得力不從心，難以靈活適應(yīng)其他光譜區(qū)域的成像需求。這種傳感器與環(huán)境光譜之間的不匹配，直接導(dǎo)致了傳統(tǒng)機(jī)器視覺系統(tǒng)成像質(zhì)量的下降，進(jìn)而限制了視覺特征的有效提取。

為了彌補(bǔ)這一缺陷，后端的圖像處理算法雖能在一定程度上從低質(zhì)量圖像中恢復(fù)部分視覺信息，但其代價(jià)是增加了額外的能耗。而近期出現(xiàn)的光強(qiáng)度自適應(yīng)技術(shù)，則為高動(dòng)態(tài)范圍光照條件下的圖像捕捉提供了新思路。通過(guò)讓視覺傳感器能夠主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光譜的動(dòng)態(tài)變化，機(jī)器視覺系統(tǒng)得以更精準(zhǔn)地捕捉與特定光譜特征相關(guān)聯(lián)的視覺信息，這一突破在自動(dòng)駕駛、醫(yī)療診斷、工業(yè)生產(chǎn)及安全監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。

自然界中的生物，尤其是那些需要跨越不同光譜環(huán)境的物種，如太平洋鮭魚，已經(jīng)進(jìn)化出了令人驚嘆的光譜適應(yīng)性視覺系統(tǒng)。它們不僅適應(yīng)了光強(qiáng)度的變化，更能在波長(zhǎng)感知上展現(xiàn)出極高的靈活性。這種能力得益于其視網(wǎng)膜中兩種視覺色素（VP1和VP2）的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制，這兩種色素分別對(duì)短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)光線敏感。通過(guò)酶促反應(yīng)調(diào)節(jié)這兩種色素的比例，鮭魚的視覺系統(tǒng)能夠迅速調(diào)整其光譜敏感性，以匹配周圍環(huán)境的光譜特征。

受太平洋鮭魚視覺系統(tǒng)的啟發(fā)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新的光譜可調(diào)光電二極管結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用背對(duì)背布局，通過(guò)簡(jiǎn)單地改變偏置電壓，即可在淺層結(jié)與深層結(jié)之間切換工作模式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)光線的敏感響應(yīng)。這一過(guò)程迅速而高效，僅需數(shù)十微秒即可完成，與高速攝像機(jī)的幀率相媲美。該設(shè)計(jì)顯著提升了成像的韋伯對(duì)比度，特別是在強(qiáng)光眩光條件下，特征識(shí)別的準(zhǔn)確率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

在自然界的不同場(chǎng)景中，太平洋鮭魚的視覺適應(yīng)性得到了淋漓盡致的展現(xiàn)。無(wú)論是在渾濁的內(nèi)陸溪流中，還是在清澈的開闊海域，它們都能通過(guò)調(diào)整視覺系統(tǒng)的光譜靈敏度曲線，來(lái)適應(yīng)不同光譜分布的環(huán)境。這種能力不僅增強(qiáng)了它們對(duì)周圍環(huán)境的感知能力，更確保了它們?cè)趶?fù)雜多變的光譜環(huán)境中生存繁衍的競(jìng)爭(zhēng)力。同樣地，我們?cè)O(shè)計(jì)的光譜可調(diào)光電二極管也具備了類似的靈活性，為機(jī)器視覺系統(tǒng)在不同光照條件下的應(yīng)用開辟了新的可能。

傳感動(dòng)態(tài)

【中科院物理所：光學(xué)微腔構(gòu)建新一代超聲波傳感技術(shù) | 進(jìn)展】

超聲波廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)無(wú)損檢測(cè)、交通系統(tǒng)等領(lǐng)域。在生物醫(yī)學(xué)成像方面，超聲波技術(shù)具有無(wú)電離輻射、實(shí)時(shí)成像、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，成為常用的早期疾病診斷工具。醫(yī)生借助超聲波成像可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胎兒發(fā)育情況、檢查心臟功能、診斷腫瘤等。同樣地，工業(yè)界也大量依賴超聲波技術(shù)進(jìn)行流量測(cè)量、過(guò)程控制和材料無(wú)損檢測(cè)等。此外，超聲波系統(tǒng)在交通領(lǐng)域也扮演著關(guān)鍵角色，應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、物體識(shí)別和自動(dòng)避障等功能，為智能駕駛提供可靠支撐。這些廣泛的應(yīng)用需求都離不開高性能的超聲波傳感器。

在過(guò)去幾十年里，壓電換能器占領(lǐng)著超聲傳感市場(chǎng)的主要地位，但它們?cè)陟`敏度、帶寬和微型化等方面存在局限性。壓電換能器的靈敏度隨著傳感面積的減小迅速下降，這將傳感器的尺寸限制在毫米到厘米的范圍內(nèi)。為了克服這些局限，研究者基于微加工技術(shù)發(fā)展了微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）超聲波傳感器，如電容式微機(jī)械超聲換能器（CMUTs）和壓電式微機(jī)械超聲換能器（PMUTs）。這些MEMS超聲波傳感器可實(shí)現(xiàn)更高的響應(yīng)帶寬和靈敏度，同時(shí)具有集成和微型化的潛力。然而，它們同樣容易受到電磁干擾，并且由于其傳感器結(jié)構(gòu)不透明，在多模態(tài)成像方面存在挑戰(zhàn)。

圖1 超聲波傳感器應(yīng)用實(shí)例

近年來(lái)，光學(xué)超聲傳感器已經(jīng)成為超聲波傳感領(lǐng)域中一個(gè)重要研究方向。其中具有高品質(zhì)因子的光學(xué)微腔利用其光學(xué)共振可顯著提高探測(cè)精度，近年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于超聲波傳感。此外，硅芯片上集成的光學(xué)微腔可批量制備，尺寸較小，因此可降低成本和功耗，有望在光聲斷層掃描等應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)較高的空間分辨率。目前，光學(xué)微腔已在各種超聲傳感應(yīng)用中都展示出了優(yōu)勢(shì)和潛力。

圖2 不同類型的光學(xué)微腔超聲傳感器和傳感機(jī)制。a-c 三種用于超聲波傳感的微腔示意圖：F-P 腔 (a)、π相移布拉格光柵（π－BG） (b) 和 WGM 微腔 (c)，以及它們各自的共振條件。d-i 色散（d-f）和耗散（g-i）傳感機(jī)制。e、h 腔體在色散耦合和耗散耦合情況下的透射譜變化。f、i 色散和耗散傳感機(jī)制的響應(yīng)分別隨輸入激光與腔體共振頻率失諧的變化。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心的李貝貝特聘研究員團(tuán)隊(duì)近年來(lái)致力于設(shè)計(jì)并制備基于回音壁模式光學(xué)微腔的超高靈敏度超聲波傳感器，并取得了一系列進(jìn)展（Phys. Rev. Applied 2022, 18, 034035; Photon. Res. 2023, 11, 1139）。基于過(guò)往的研究和對(duì)大量資料文獻(xiàn)的總結(jié)，該課題組對(duì)基于光學(xué)微腔的超聲波傳感器原理及發(fā)展進(jìn)行了梳理，撰寫了綜述文章“Ultrasound sensing with optical microcavities”（ Light Sci. Appl. 2024, 13, 159）。文中歸納了超聲波傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景（見圖1）。還總結(jié)了幾類常用的微腔超聲波傳感器包括：法布里-珀羅（F-P）腔（圖2a），π相移布拉格光柵（圖2b）與回音壁模式（WGM）微腔（圖2c）。F-P腔結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，如果在F-P腔的一側(cè)使用薄膜結(jié)構(gòu)，則可以實(shí)現(xiàn)極高的靈敏度。位于光纖末端的F-P腔可以作為探針式超聲波接收器，還可通過(guò)集成多個(gè)光纖實(shí)現(xiàn)陣列傳感。然而，與其他光學(xué)微腔相比，F(xiàn)-P腔通常具有較大的體積，這限制了它的應(yīng)用場(chǎng)景。π相移布拉格光柵是另一類重要的光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)。π相移布拉格光柵具有較小的傳感區(qū)域，且可以集成在芯片上或光纖上。然而，值得注意的是，π相移布拉格光柵目前所實(shí)現(xiàn)的超聲波傳感靈敏度仍相對(duì)較低。WGM微腔通常是閉合的圓形介質(zhì)結(jié)構(gòu)，光子在其內(nèi)表面發(fā)生連續(xù)全反射而被局域其中。在過(guò)去幾十年中，微納加工技術(shù)的進(jìn)步極大促進(jìn)了高品質(zhì)因子WGM微腔的發(fā)展。除了具有極高的光學(xué)品質(zhì)因子之外，WGM微腔還具有小模式體積、適應(yīng)各種材料體系和形狀的優(yōu)勢(shì)。

表1? 基于不同光學(xué)微腔超聲波傳感器性能匯總

這篇綜述概述了基于三種類型的光學(xué)微腔的超聲波傳感機(jī)制（見圖2d-i），并討論了如何優(yōu)化超聲波傳感器的關(guān)鍵參數(shù)，關(guān)注了光學(xué)微腔實(shí)現(xiàn)超聲波傳感應(yīng)用的最新進(jìn)展并對(duì)其性能進(jìn)行了總結(jié)（見表1）。此外，本文還介紹了光學(xué)微腔超聲波傳感器在不同探測(cè)場(chǎng)景中的應(yīng)用，例如光聲成像、測(cè)距和粒子檢測(cè)等方面，為未來(lái)高性能超聲波成像和傳感技術(shù)的發(fā)展提供了重要參考。相比于傳統(tǒng)壓電超聲波傳感器，先進(jìn)的光學(xué)微腔超聲波傳感器不僅能提高檢測(cè)靈敏度和空間分辨率，還具有體積小、集成度高等優(yōu)勢(shì)，有望在生物醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域帶來(lái)革命性變革。這種基于光學(xué)微腔的新型超聲波傳感技術(shù)，必將為超聲波在各領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)新的機(jī)遇和發(fā)展空間。

【單車4臺(tái)AT128！禾賽獲得百度蘿卜快跑新一代無(wú)人駕駛平臺(tái)主激光雷達(dá)獨(dú)家定點(diǎn)】

近日，在武漢大街小巷穿梭著的數(shù)百輛百度蘿卜快跑無(wú)人駕駛出租車，讓自動(dòng)駕駛再度火出圈。這一全新交通方式不僅吸引了眾多消費(fèi)者爭(zhēng)相體驗(yàn)、熱度空前，“僅需4元”、“禮讓行人”、“訂單瘋漲”等一眾關(guān)鍵詞更是讓市場(chǎng)看到了無(wú)人駕駛更清晰的發(fā)展方向和切實(shí)可行的落地模式。

此次在武漢投入運(yùn)營(yíng)的無(wú)人駕駛車輛采用了百度 Apollo 第五代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)解決方案，搭載了禾賽 Pandar 系列高性能激光雷達(dá)作為感知主雷達(dá)。而就在今年，更安全、體驗(yàn)更舒適的第六代百度 Apollo 無(wú)人車也將陸續(xù)投放市場(chǎng)。搭載百度 Apollo 第六代智能化系統(tǒng)解決方案的蘿卜快跑第六代無(wú)人車，整車成本相較于 5 代車直接下降 60%，據(jù)官方信息價(jià)格僅需 20.46 萬(wàn)元。

第六代百度 Apollo 無(wú)人車——頤馳 06 上的主激光雷達(dá)為禾賽獨(dú)家供應(yīng)，單車搭載 4 顆超高清遠(yuǎn)距激光雷達(dá) AT128，其探測(cè)距離超過(guò) 200 米，并將高清三維感知覆蓋到了 360°，助力無(wú)人駕駛車輛全方位規(guī)劃路線及安全避障。值得一提的是，這是國(guó)內(nèi)首次將 ADAS 半固態(tài)激光雷達(dá)方案大規(guī)模應(yīng)用部署在 Robotaxi 上。這也意味著 AT128 從前裝量產(chǎn)領(lǐng)域“破圈”至 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，為更多無(wú)人駕駛車型提供了性能出色、同時(shí)價(jià)格更親民的激光雷達(dá)解決方案，從而有力推動(dòng)了無(wú)人駕駛車輛大規(guī)模部署的進(jìn)程。

百度蘿卜快跑第六代無(wú)人車在武漢進(jìn)行路測(cè)

作為市場(chǎng)上獨(dú)一無(wú)二的“真 128 線”激光雷達(dá)，禾賽 AT128 基于先進(jìn)的禾賽自研芯片化架構(gòu)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了收發(fā)模塊高度集成化，在同類產(chǎn)品中綜合性能達(dá)到最強(qiáng)。AT128 每秒可產(chǎn)生 153 萬(wàn)點(diǎn)，四顆即可滿足 L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛對(duì)高精度感知、360°視野全覆蓋的嚴(yán)苛要求，同時(shí)提供了更經(jīng)濟(jì)的車規(guī)級(jí)半固態(tài)量產(chǎn)方案，助力單車成本大幅降低，從而成為無(wú)人駕駛車輛規(guī)模化部署的首選。

禾賽AT128

在今年的 Apollo Day 上，百度宣布旗下的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)平臺(tái)蘿卜快跑即將實(shí)現(xiàn)單個(gè)城市盈利的目標(biāo)，這也是行業(yè)首次看到 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛的盈利希望，標(biāo)志著其自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)將進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。據(jù)太平洋證券預(yù)測(cè)，在 2025 年和 2030 年，中國(guó) Robotaxi 的市場(chǎng)規(guī)模分別有望突破 1.18 萬(wàn)億元和 2.93 萬(wàn)億元，將成為市場(chǎng)空間最大的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景之一。

禾賽作為百度長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作伙伴，一直以來(lái)提供高性能激光雷達(dá)產(chǎn)品，與百度攜手實(shí)現(xiàn)載人運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景的商業(yè)化落地。截至今年 4 月，百度 Apollo 的自動(dòng)駕駛總里程已突破 1 億公里，且始終保持零重大傷亡事故的記錄。根據(jù)過(guò)去兩年數(shù)據(jù)，實(shí)際車輛出險(xiǎn)率僅為人類司機(jī)的 1/14。不僅百度，全球領(lǐng)先的自動(dòng)駕駛廠商也都在積極推進(jìn)研發(fā)、路測(cè)。目前，包括 Waymo、Cruise 在內(nèi)的全球頭部的自動(dòng)駕駛廠商累計(jì)行駛里程普遍已超過(guò) 1000 萬(wàn)公里。這些無(wú)人駕駛車輛幾乎都配備了多顆激光雷達(dá)，在提高安全性和降低人工接管率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛普遍被認(rèn)為對(duì)于安全的要求是人類駕駛員的 10 倍以上，對(duì)于感知傳感器的性能、系統(tǒng)安全、魯棒性等都提出了更高的要求。正因如此，激光雷達(dá)已被行業(yè)廣泛視為L(zhǎng)4級(jí)別自動(dòng)駕駛的必備傳感器。首先，激光雷達(dá)因其主動(dòng)發(fā)光的特性，能夠無(wú)懼環(huán)境光變化，在黑夜、炫光等天氣不受任何影響，具備超越人類駕駛員的感知能力。另外，面對(duì)雨、雪、霧等天氣，激光雷達(dá)也能夠有顯著優(yōu)于攝像頭、毫米波雷達(dá)等傳感器的表現(xiàn)。

截至今年第一季度，禾賽車載激光雷達(dá)累計(jì)出貨量已經(jīng)突破 38 萬(wàn)臺(tái)。在 ADAS 前裝量產(chǎn)市場(chǎng)，AT128 助力理想、小米等國(guó)內(nèi)頂尖新勢(shì)力車企打造出多款熱銷車型的全場(chǎng)景智能駕駛系統(tǒng)。同時(shí)，禾賽還在 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)賦能百度 Apollo、美團(tuán)、Momenta、毫末智行、文遠(yuǎn)知行、小馬智行、輕舟智行等頭部自動(dòng)駕駛客戶，其產(chǎn)品性能和質(zhì)量均得到了市場(chǎng)的充分驗(yàn)證。

在全球 Robotaxi 主雷達(dá)領(lǐng)域，禾賽與幾乎海內(nèi)外所有自動(dòng)駕駛頭部玩家都保持著緊密的合作關(guān)系。在全球頭部的 10 家 L4 自動(dòng)駕駛公司中，有 9 家使用的是禾賽的高性能激光雷達(dá)，Zoox、Nuro 等知名企業(yè)均位列其中。國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)Yole最新發(fā)布的《2024年車載激光雷達(dá)市場(chǎng)報(bào)告》顯示，2023 年全球 L4 自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)市場(chǎng)中，禾賽以高達(dá) 74% 的市場(chǎng)份額穩(wěn)居榜首，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

自動(dòng)駕駛行業(yè)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的探索與發(fā)展，如今，武漢的自動(dòng)駕駛熱潮是大眾對(duì)智能駕駛期待和認(rèn)知突破的集中體現(xiàn)，標(biāo)志著行業(yè)邁入了一個(gè)全新的階段。在感知技術(shù)層面，更成熟的激光雷達(dá)產(chǎn)品在加速自動(dòng)駕駛商業(yè)模式的閉環(huán)。作為新質(zhì)生產(chǎn)力的代表以及行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，禾賽將繼續(xù)致力于打造安全可靠的激光雷達(dá)產(chǎn)品，提供實(shí)實(shí)在在的用戶價(jià)值，進(jìn)而為消費(fèi)者帶來(lái)更加美好、便捷的出行新體驗(yàn)。

【三星代工業(yè)務(wù)被曝不斷惡化，平澤工廠 P4 二期產(chǎn)線已暫緩建設(shè)】

7 月 17 日消息，埃隆?馬斯克（Elon Musk）今日在社交媒體表示，他計(jì)劃將 X 和 SpaceX 的總部從加利福尼亞州搬遷至得克薩斯州。這一決定是由于加州最近通過(guò)的一項(xiàng)法律以及之前的許多其它法律對(duì)家庭和公司都造成了傷害。

馬斯克在推特上寫道：“由于這項(xiàng)法律以及之前的許多法律對(duì)家庭和公司造成了傷害，SpaceX 將把總部從加利福尼亞州霍桑搬到得克薩斯州的星際基地（Starbase）。”他所提到的法律是加州州長(zhǎng)加文?紐瑟姆（Gavin Newsom）于周一簽署的《安全法》（SAFETY Act，AB1955），據(jù)《洛杉磯時(shí)報(bào)》報(bào)道，該法案禁止學(xué)校在未經(jīng)學(xué)生允許的情況下，要求教師披露學(xué)生的性別身份變化，并禁止對(duì)拒絕披露學(xué)生身份的教師進(jìn)行報(bào)復(fù)。

在幾分鐘后的另一條推特中，馬斯克表示，目前位于舊金山的 X 總部也將搬遷至奧斯汀（Austin）。《華爾街日?qǐng)?bào)》去年曾報(bào)道，馬斯克計(jì)劃在奧斯汀附近建立一個(gè)名為 Snailbrook 的社區(qū)，他還計(jì)劃在奧斯汀開辦一所大學(xué)。

【漢威科技：車用傳感器具有周期相對(duì)較長(zhǎng)的特點(diǎn) 整體進(jìn)展順利】

日前，有投資者在深交所互動(dòng)易平臺(tái)提問(wèn)：近期漢威在和機(jī)構(gòu)的交流會(huì)上說(shuō)漢威已經(jīng)拿到了比亞迪、吉利、長(zhǎng)城、廣汽等主流車場(chǎng)全系列白名單，請(qǐng)問(wèn)，公司車載產(chǎn)品沒(méi)放量的原因在哪？7月16日，漢威科技在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司已獲得部分上述品牌全系列白名單，同時(shí)與多個(gè)品牌公司開展業(yè)務(wù)合作。車用傳感器具有周期相對(duì)較長(zhǎng)的特點(diǎn)，從送樣到審廠環(huán)節(jié)較多，目前整體進(jìn)展順利。

據(jù)介紹，公司分別設(shè)立了鄭州威晶光電、鄭州新威光電以及威晶光電深圳分公司，建設(shè)完整的光電子器件產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)光電子器件系列產(chǎn)品的覆蓋。未來(lái)，公司將充分發(fā)揮中原總部的研發(fā)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造能力，同時(shí)發(fā)揮深圳激光器行業(yè)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)與發(fā)展創(chuàng)新潛能，以自身全面的研發(fā)制造能力結(jié)合漢威科技集團(tuán)總部的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈優(yōu)勢(shì)，為客戶提供完全自主可控的激光器器件及模組整體方案。

審核編輯 黃宇