Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Novel IR Imager for Enabling and Emerging Applications

Alternativ tittel: Infrarød bildesensor for muliggjørende og nye applikasjoner

Tildelt: kr 15,9 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

327742

Prosjektperiode:

2021 - 2024

Geografi:

Prosjektet vil utvikle et ny infrarødt bildesensor og kamera for måling av varme og temperatur. Dette vil mulliggjøre nye applikasjoner med en Ny elektro-optisk teknologi og kostnadseffektiv produksjon vil muliggjøre nye applikasjoner. Disse nye teknologiene vil være et resultat av krever forskning og utvikling på integrerte elektroniske kretser, mikrobolometer-matriser, meta-linseoptikk og innkapsling av elektronikk på wafernivå. Digitale kamera bruker CMOS-bildesensorer som er følsomme for lys med bølgelengde mindre enn 1 µm, disse er ikke følsomme lys med lengre bølgelengde , Lys i dette området kalles gjerne infrarødt (IR). Avbildning i dette området er interessant fordi det gjør det mulig å se gjennom røyk, damp, tåke, støv i tillegg til termisk avbildning og måling av overflatetemperaturer. I mange år har IR-avbildning vært forbeholdt avanserte anvendelser (forsvar, sikkerhet og industri) på grunn av behovet for kostbare kryogenisk kjølte bildesensorer som, vanskelig å produsere. Nye MEMS-mikrobolometer-matriser muliggjør billigere IR-avbildning fordi MEMS kan masseproduseres og kan opereres ved romtemperatur, og reduserer dermed størrelse, vekt og effekt. Masseproduksjon og lavpris muliggjør nye applikasjoner i fremvoksende markeder (hjem, telefoner, bil, spill, IoT). For å muliggjøre enda flere applikasjoner og øke utbredelsen, må sensorer og optikk reduseres ytterligere i størrelse, vekt, effektforbruk og kostnad. Dette prosjektet forfølger nye ideer for IR-bildesystemer, spesielt infrarød mellom- og langbølge (MWIR 3-5µm, LWIR 8-14µm) hvor atmosfæren er gjennomsiktig for termisk stråling. Resultatene vil føre til et nytt infrarødt kamera med lavere kostnader, mindre størrelse og lavere effekt enn eksisterende systemer. Dette nye produktet vil være viktig for kunder som er aktive innen termografi, overvåking, kjøretøy- og luftkvalitet (gassdeteksjon) og kunder som utvikler nye applikasjoner på disse feltene.

For many years, infrared imaging has been reserved to high-end applications (defense, security and industry) because of the need for cryogenically cooled image sensors and optics that are expensive, hard to produce and often export-restricted. New MEMS microbolometer arrays enable lower-cost infrared imaging because MEMS can be mass-produced and can be operated at room temperature, thereby reducing the size, weight and power. Mass-production and low-cost enable new applications in emerging markets (homes, phones, automotive, gaming, IoT). To enable even more applications and drive market adoption, sensors and optics must be further reduced in size, weight, power and cost (SWaP-C). This project pursues new ideas to reduce SWaP-C for infrared imaging systems, in particular the mid and long wave infrared (MWIR 3-5µm, LWIR 8-14µm) where the atmosphere is transparent for thermal radiation. The challenges and objectives are 1. To update the design of readout integrated circuit with respect to low power and high dynamic range and fabricate wafers with microbolometers. 2. To develop the process of packaging microbolometer arrays at wafer-level, comprising cap wafer design and fabrication with cavity and anti-reflection grating, getter and wafer bonding. 3. To develop the broad band meta-lens optical system, polarization insensitive and aberration free for the entire field of view, fabrication based on silicon/chalcogenides by wafer-scale molding or nano-imprint technology, and comparable to state-of-the-art refractive lenses. 4. To design and build the prototype infrared camera for design validation, tests and demonstrations. The camera comprises the microbolometer array, proximity readout electronics and meta-lens optics. The resulting thermal infrared camera technology will be available commercially at lower cost and with comparable quality to the state-of-the-art larger and more expensive systems.

Aktivitet:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale