Нанофотоніка для технології детектування світла та дальності

Смуллін Л.Д. і Фіокко Г. Оптичні відлуння Місяця. природа 194, 1267 (1962).

Стаття  Google Scholar 

Крістіан, JA & Cryan, A. Огляд технології LiDAR та її використання у відносній навігації космічних кораблів. в Proc. Конференція AIAA з керівництва, навігації та контролю. 1–7 (Американський інститут аеронавтики та астронавтики, 2013).

Royo, S. & Ballesta-Garcia, M. Огляд систем лідарної візуалізації для автономних транспортних засобів. Appl. Sci. 9, 4093 (2019).

Стаття  Google Scholar 

Каул Л., Злот Р. і Боссе М. Тривимірне відображення безперервного часу для мікроповітряних транспортних засобів з пасивним обертовим лазерним сканером. Дж. Польовий робот. 33, 103 – 132 (2016).

Стаття  Google Scholar 

Хем, Ю., Хан, К.К., Лін, Джей Джей і Гопарвар-Фард, М. Візуальний моніторинг систем цивільної інфраструктури за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА), оснащених камерою: огляд відповідних робіт. Візуальний. інж. 4, 1 (2016).

Стаття  Google Scholar 

LiDAR рухається вперед. Нац. Фотон. 12, 441 (2018).

Jiang, Y., Karpf, S. & Jalali, B. Лідар з розтягуванням у часі як спектрально сканована камера для визначення дальності польоту. Нац. Фотон. 14, 14 – 18 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Mahjoubfar, A. et al. Відтягування часу та його застосування. Нац. Фотон. 11, 3451 – 351 (2017).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Na, Y. та ін. Надшвидке, субнанометрове та багатофункціональне визначення часу польоту. Нац. Фотон. 14, 355 – 360 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Trocha, P. et al. Надшвидке оптичне визначення діапазону з використанням мікрорезонаторних солітонних частотних гребінок. наука 359, 887 – 891 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Сух, М.-Г. & Vahala, KJ Soliton мікрогребінь вимірювання діапазону. наука 359, 884 – 887 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ріменсбергер, Дж. та ін. Масивно-паралельний когерентний лазер, що дальномерує за допомогою солітонної мікрогребінки. природа 581, 164 – 170 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Шаттлворт, Дж. Новини стандартів AE: графічне оновлення J3016 для автоматизованого керування. SAE International https://www.sae.org/news/2019/01/sae-updates-j3016-automated-driving-graphic (2019).

Hecht, J. Lasers for LiDAR: FMCW lidar: альтернатива для самокерованих автомобілів. LaserFocusWorld https://www.laserfocusworld.com/home/article/16556322/lasers-for-lidar-fmcw-lidar-an-alternative-for-selfdriving-cars (2019).

LiDAR для автомобільних та промислових застосувань 2019: звіт про ринок і технології (Yole Développement, 2019).

Шпунт А. & Ерліх Р. Двигун глибини сканування. Патент США 10,261,578 2019 XNUMX (XNUMX).

Kinsey, N., DeVault, C., Boltasseva, A. & Shalaev, V.M. Майже нульові індексні матеріали для фотоніки. Нац. Преподобний Матер. 4, 742 – 760 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Хуан, Ю.-В. та ін. Провідні оксидні метаповерхні з можливістю налаштування затвора. Нано Летт. 16, 5319 – 5325 (2016).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Кафає Ширманеш, Г., Сохоян, Р., Пала, Р.А. & Atwater, HA Активні метаповерхні з подвійним затвором при 1550 нм із широкою (>300°) фазовою стійкістю. Нано Летт. 18, 2957 – 2963 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Park, J., Kang, J.-H., Kim, SJ, Liu, X. & Brongersma, ML. Динамічний контроль фази відбиття та поляризації в метаповерхнях. Нано Летт. 17, 407 – 413 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Lesina, AC, Goodwill, D., Bernier, E., Ramunno, L. & Berini, P. Настроювані плазмонічні метаповерхні для оптичних фазованих решіток. IEEE J. Sel. Топ. Квантовий Електрон. 27, 4700116 (2020).

Google Scholar 

Ліберал, І., Лі, Ю. та Енгета, Н. Реконфігуровані епсилон-майже-нульові метаповерхні за допомогою фотонного легування. Нанофотоніка 7, 1117 – 1127 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Brière, G. та ін. Підхід без травлення до великомасштабних світловипромінюючих метаповерхень. Adv. Opt. Матер. 7, 1801271 (2019).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Chen, BH та ін. GaN metalens для повнокольорової маршрутизації на рівні пікселів у видимому світлі. Нано Летт. 17, 6345 – 6352 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Lee, J. та ін. Ультрашвидкі електрично настроювані поляритні метаусрфейси. Adv. Opt. Матер. 2, 1057 – 1063 (2014).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Wu, PC та ін. Динамічне керування пучком з повністю діелектричними електрооптичними III–V множинними квантовими ямами метаповерхнями. Nat. Commun. 10, 3654 (2019).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Арбабі, Е. та ін. MEMS-перебудовувана діелектрична метаповерхнева лінза. Nat. Commun. 9, 812 (2018).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Holsteen, AL, Cihan, AF & Brongersma, ML Темпоральне змішування кольорів і динамічне формування променя з кремнієвими метаповерхнями. наука 365, 257 – 260 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Прайс, IM, Aydin, K., Kelaita, YA, Briggs, RM & Atwater, HA Високонапружені сумісні оптичні метаматеріали з високою частотною стійкістю. Нано Летт. 10, 4222 – 4227 (2010).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Цуй Ю., Чжоу Дж., Тамма В. А. і Парк В. Динамічна настройка та зниження симетрії резонансу Фано в плазмонній наноструктурі. ACS Nano 6, 2385 – 2393 (2012).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Гутруф, П. та ін. Механічно перебудовуваний діелектричний резонатор метаповерхні на видимих ​​частотах. ACS Nano 10, 133 – 141 (2016).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Reeves, JB та ін. Настроювана інфрачервона метаповерхня на м’якому полімерному каркасі. Нано Летт. 18, 2802 – 2806 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Малек, SC, Ee, H.-S. & Agarwal, R. Деформуйте мультиплексовані голограми метаповерхні на розтяжній підкладці. Нано Летт. 17, 3641 – 3645 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ее, Х.-С. & Агарвал, Р. Метаповерхня з можливістю налаштування та плоский оптичний зум-об'єктив на розтяжній підкладці. Нано Летт. 16, 2818 – 2823 (2016).

CAS  Стаття  Google Scholar 

She, A., Zhang, S., Shian, S., Clarke, DR & Capasso, F. Адаптивні металензи з одночасним електричним контролем фокусної відстані, астигматизму та зсуву. Наук. Адв. 4, eaap9957 (2018).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Wang, J., Zhang, G. & You, Z. Правила розробки для щільного та швидкого сканування Ліссажу. мікросист. Nanoeng. 6, 101 (2020).

Стаття  Google Scholar 

Осіта М., Такахаші Х., Аджікі Ю. та Кан Т. Реконфігурований поверхневий плазмонний резонансний фотодетектор з консольною консолью, що деформується MEMS. САУ Фотон. 7, 673 – 679 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Лі, С.-К. та ін. Лише фазовий пропускаючий SLM, заснований на перебудовуваних діелектричних метаповерхнях. наука 364, 1087 – 1090 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Wuttig, M., Bhaskaran, H. & Taubner, T. Фазозмінні матеріали для енергонезалежних фотонних застосувань. Нац. Фотон. 11, 465 – 276 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Голіпур Б., Чжан Дж., Макдональд К.Ф., Хевак, Д.В. та Желудєв Н.І. Повністю оптичний, енергонезалежний, двонаправлений мета-перемикач із зміною фази. Адв. Матер. 25, 3050 – 3054 (2013).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ренсберг, Дж. та ін. Активні оптичні метаповерхні на основі дефектно-інженерних матеріалів фазового переходу. Нано Летт. 16, 1050 – 1055 (2016).

CAS  Стаття  Google Scholar 

De Galarreta, CR та ін. Багаторівневе керування гібридними повністю діелектричними метаповерхнями із зміною фази. Optica 7, 476 – 484 (2020).

Стаття  Google Scholar 

Інь, X. та ін. Перемикання променя та біфокальне збільшення з використанням активних плазмонних метаповерхень. Light Sci. апл. 6, e17016 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Lei, DY, Appavoo, K., Sonnefraud, Y., Haglund, RF & Maier, SA. Одночастинкова плазмонна резонансна спектроскопія фазового переходу в діоксиді ванадію. Opt. Експрес 35, 3988 – 3990 (2010).

CAS  Google Scholar 

Kaplan, G., Aydin, K. & Scheuer, J. Динамічно керована плазмонна нано-антенна фазова решітка з використанням діоксиду ванадію. Opt. Матер. Exp. 5, 2513 – 2524 (2015).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Бутаков Н.А. та ін. Перемикаючі плазмонно-діелектричні резонатори з переходами метал-ізолятор. САУ Фотон. 5, 371 – 377 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Zhu, Z., Evans, PG, Haglund, RF & Valentine, JG. Динамічно реконфігурований метапристрій із використанням наноструктурованих матеріалів із зміною фази. Нано Летт. 17, 4881 – 4885 (2017).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Кім, С.-Дж. та ін. Реконфігуровані повністю діелектричні метаповерхні Fano для сильної модуляції інтенсивності видимого світла в повному просторі. Нанорозмірний Горіз. 5, 1088 – 1095 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Savaliya, PB, Gupta, N. & Dhawan, A. Керовані плазмонічні наноантени: активне керування променями діаграми випромінювання з використанням матеріалів для зміни фази. Opt. Експрес 27, 31567 – 31586 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Gnecchi, S. & Jackson, C. A 1 × 16 SiPM масив для автомобільних систем 3D-зображення LiDAR. в Міжнародний семінар із датчиків зображення (IISW) 133–136 (Міжнародне товариство датчиків зображення, 2017).

Ni, Y. та ін. Метаповерхня для структурованого проекції світла на кут зору 120°. Нано Летт. 20, 6719 – 6724 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Li, Z. та ін. Повнопросторова хмара випадкових точок із скремблюючою метаповерхнею. Світло. наук. Appl. 7, 63 (2018).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Чен, К. та ін. Метаповерхні з рівномірним зворотним розсіюванням у 2π просторі з геометричною фазою та магнітним резонансом у видимому світлі. Opt. Експрес 28, 12331 – 12341 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Лі, Н. та ін. Піксельний метаповерхневий дефлектор променя великої площі на 12-дюймовій скляній пластині для генерації випадкових точок. Нанофотоніка 8, 1855 – 1861 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Jin, C. et al. Діелектричні метаповерхні для вимірювання відстані та тривимірного зображення. Adv. Фотон. 1, 036001 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Guo, Q. та ін. Компактні одиночні датчики глибини Metalens, натхненні очима павуків-стрибаючих. Proc. Natl Acad. Sci. США 116, 22959 – 22965 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Девлін Р.К., Амбросіо А., Рубін Н.А., Мюллер, Дж.П.Б. і Капассо, Ф. Довільне перетворення кутового моменту світла зі спіна в орбіту. наука 17, 896 – 901 (2017).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Махмуд, Н. та ін. Скручені недифрагирующие промені через весь діелектричний мета-аксикон. Нанорозмір 11, 20571 – 20578 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Lavery, MPJ, Speirits, FC, Barnett, SM & Padgett, MJ Виявлення обертового об'єкта за допомогою орбітального кутового моменту світла. наука 341, 537 – 540 (2013).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Cvijetic, N., Milione, G., Ip, E. & Wang, T. Виявлення бічного руху за допомогою орбітального кутового моменту світла. Sci. Rep. 5, 15422 (2015).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Дорра, А.Х., Замбоні-Рачед, М. і Моджахеді, М. Експериментальна демонстрація перебудовуваного рефрактометра на основі орбітального кутового моменту поздовжньо структурованого світла. Light Sci. апл. 7, 40 (2018).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Генг, Дж. Тривимірне зображення поверхні зі структурованим світлом: підручник. Adv. Opt. Фотон. 3, 128 – 160 (2011).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Хайдаров, Е. та ін. Контроль світлодіодного випромінювання з функціональними діелектричними метаповерхнями. Лазерний фотон. Рев. 14, 1900235 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Iyer, PP та ін. Односпрямована люмінесценція з метаповерхень квантових ям InGaN/GaN. Нац. Фотон. 14, 543 – 548 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Се, Ю.-Й. та ін. Інтегровані в метаповерхню лазери з вертикальним резонатором, що випромінюють поверхню, для програмованого спрямованого лазерного випромінювання. Нат. Нанотехнол. 15, 125 – 130 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ван, Q.-H. та ін. Генерація структурованого світла на чіпі за допомогою лазерів, що випромінюють поверхню з вертикальним резонатором, інтегрованим на метаповерхню. Лазерний фотон. Рев. 15, 2000385 (2021).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Мартін, А. та ін. Когерентний LiDAR на основі фотонної інтегральної схеми FMCW. J. Lightwave Technol. 36, 4640 – 4645 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Міносіма К. і Мацумото Х. Високоточне вимірювання 240-метрової відстані в оптичному тунелі за допомогою компактного фемтосекундного лазера. апл. Opt. 39, 5512 – 5517 (2000).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Шулер Н., Сальваді Ю., Левек С., Дендлікер Р. і Хольцварт Р. Двохвильове джерело з посиланням на частотну гребінку для вимірювання абсолютної відстані. Opt. Lett. 31, 3101 – 3103 (2006).

Стаття  Google Scholar 

Коддінгтон, І., Сванн, У. К., Ненадович, Л. і Ньюбері, Н. Р. Швидкі та точні вимірювання абсолютної відстані на великій відстані. Нац. Фотон. 3, 351 – 356 (2009).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Янг, KY та ін. Невзаємний імпульсний маршрутизатор інверсної конструкції для LiDAR на основі чіпів. Нац. Фотон. 14, 369 – 374 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Davoyan, A. & Atwater, H. Архітектура керування периметром для оптичних фазованих решіток і метаповерхень. фіз. Rev. Appl. 14, 024038 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Достарт, Н. та ін. Змієподібні оптичні фазовані решітки для масштабованого керування інтегрованим фотонним лідарним променем. Optica 7, 726 – 733 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Hutchison, DN та ін. Керування оптичним променем високої роздільної здатності без згладжування. Optica 3, 887 – 890 (2016).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Komljenovic, T., Helkey, R., Coldren, L. & Bowers, JE Розріджені аперіодичні решітки для формування оптичного променя та LIDAR. Opt. Експрес 25, 2511 – 2528 (2017).

Стаття  Google Scholar 

Shaltout, AM та ін. Просторово-часове управління світлом з метаповерхнями з градієнтом частоти. наука 365, 374 – 377 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Шалтут, А.М., Шалаєв, В.М. і Бронгерсма, М.Л. Просторово-часове управління світлом з активними метаповерхнями. наука 364, eaat3100 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Лю, З. та ін. Поєднання мета-атомів у метамолекули за допомогою гібридних методів штучного інтелекту. Адв. Матер. 32, 1904790 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ма, В., Ченг, Ф., Сю, Ю., Вен, К. і Лю, Ю. Імовірнісне представлення та зворотний дизайн метаматеріалів на основі глибокої генеративної моделі зі стратегією навчання з напівнаглядом. Адв. Матер. 31, 1901111 (2019).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Лю З., Чжу Д., Родрігес С.П., Лі К.-Т. & Cai, W. Генеративна модель для інверсного проектування метаповерхень. Нано Летт. 18, 6570 – 6576 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Malkiel, I. та ін. Розробка та характеристики плазмонної наноструктури за допомогою глибокого навчання. Світло. наук. Appl. 7, 60 (2018).

Стаття  CAS  Google Scholar 

Так, С., Бадло, Т., Но, Дж., Браво-Абад, Дж. і Ро, Дж. Глибоке навчання увімкнуло зворотне проектування в нанофотоніці. Нанофотоніка 9, 1041 – 1057 (2020).

Стаття  Google Scholar 

Так, S. & Rho, J. Проектування нанофотонної структури з використанням умовно-глибинних згорткових генеративних змагальних мереж. Нанофотоніка 8, 1255 – 1261 (2019).

Стаття  Google Scholar 

Elsawy, MMR, Lanteri, S., Duvigneau, R., Fan, JA & Genevet, P. Чисельні методи оптимізації для метаповерхень. Лазерний фотон. Рев. 14, 1900445 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

She, A., Zhang, S., Shian, S., Clarke, DR & Capasso, F. Metalenses великих площ: проектування, характеристика та масове виробництво. Opt. Експрес 26, 1573 – 1585 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Парк, Ж.-С. та ін. Повністю скляні великі метали на видимій довжині хвилі з використанням глибокої ультрафіолетової проекційної літографії. Нано Летт. 19, 8673 – 8682 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Лі, Н. та ін. Метаповерхня великої площі на CMOS-сумісній виробничій платформі: переміщення плоскої оптики від лабораторії до фабрики. Нанофотоніка 9, 3071 – 3087 (2020).

Стаття  Google Scholar 

Кім К., Юн Г., Бек С., Ро Дж. і Лі Х. Легке нанолиття діелектричних метаповерхень з роздільною здатністю до 100 нм. ACS Appl. Матер. Інтерфейси 11, 26109 – 26115 (2019).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Юн Г., Кім К., Хух Д., Лі Х. і Ро Дж. Одноетапне виготовлення ієрархічних діелектричних металів у видимому світлі. Nat. Commun. 11, 2268 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Odom, TW, Love, JC, Wolfe, DB, Paul, KE & Whitesides, GM Покращена передача візерунка в м’якій літографії за допомогою композитних штампів. Лангмюр 18, 5314 – 5320 (2002).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Хензі Дж., Лі М. Х. та Одом Т. В. Багатомасштабне моделювання плазмонних метаматеріалів. Нат. Нанотехнол. 2, 549 – 554 (2007).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Чен, В.Т. та ін. Широкосмуговий ахроматичний металенс для фокусування та створення зображення у видимому. Нат. Нанотехнол. 13, 220 – 226 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Wang, S. et al. Широкосмуговий ахроматичний метал у видимому. Нат. Нанотехнол. 13, 227 – 232 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Fadaly, EMT et al. Прямозонне випромінювання від гексагональних сплавів Ge і SiGe. природа 580, 205 – 209 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Феррарі С., Карстен С. і Вольфрам П. Надпровідні нанодротяні однофотонні детектори з інтегрованим хвилеводом. Нанофотоніка 7, 1725 – 1758 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Ян, Ю. та ін. Сегнетоелектричні покращені характеристики фотодетектора з подвійним нанопроводом GeSn/Ge. Нано Летт. 20, 3872 – 3879 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Кузьменко К. та ін. Зображення 3D LIDAR з використанням однофотонних лавинних діодних детекторів Ge-on-Si. Opt. Експрес 28, 1330 – 1344 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Катіяр, AK, Thai, KY, Yun, WS, Lee, J. & An, J.-H. Порушення межі поглинання Si в діапазоні довжин хвиль SWIR за допомогою деформаційної інженерії. Наук. Адв. 6, eabb0576 (2020).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Аксельрод, GM Optics для автомобільного лідару: метаповерхневе керування променем дозволяє використовувати твердотільний високопродуктивний лідар. LaserFocusWorld https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14036818/metasurface-beam-steering-enables-solidstate-highperformance-lidar (2019).

Уоллес, Дж. Lumotive і Himax співпрацюють над метаповерхневим підходом до керування променями для лідарів. LaserFocusWorld https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14039216/lumotive-and-himax-collaborate-on-metasurface-approach-to-beam-steering-for-lidar (2019).

Akselrod, GM, Yang, Y. & Bowen, P. Настроювані рідкокристалічні метаповерхні. Патент США 10,665,953 2020 XNUMX (XNUMX).

Парк, Дж. та ін. Повністю твердотільний просторовий модулятор світла з незалежним регулюванням фази та амплітуди для тривимірних застосувань LiDAR. Нат. Нанотехнол. 16, 69 – 75 (2021).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Yi, S. та ін. Кутові фотодетектори підхвильового діапазону, створені на основі спрямованого слуху дрібних тварин. Нат. Нанотехнол. 13, 1143 – 1147 (2018).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Лі Дж., Кім Ю. Дж., Лі К., Лі С. і Кім С. В. Вимірювання часу польоту за допомогою фемтосекундних світлових імпульсів. Нац. Фотон. 4, 716 – 720 (2010).

CAS  Стаття  Google Scholar 

Behroozpour, B., Sandborn, PAM, Wu, MC & Boser, BE Lidar системні архітектури та схеми. IEEE Commun. маг. 55, 135 – 142 (2017).

Стаття  Google Scholar