德国锡根大学新型3D图像传感器技术研发成功

全新3D图像传感器技术：更小、更精准、更经济的未来
在当今智能手机解锁、汽车安全保护等应用中发挥关键作用的，往往是仅几毫米大小的现代3D图像传感器。近日，来自德国锡根大学（Universität Siegen）的研究团队开发出一款全新的集成式摄像头3D传感器——“本征光混合探测器”（intrinsischer Licht-Mischdetektor）。目前，该原型已提交国际专利申请，并在安德烈亚斯·巴布利希博士（Dr. Andreas Bablich）的带领下，启动了一项旨在探索其实用应用、制造工艺与性能表现的新研究计划。

这项名为“PICASSO”的项目（全称“光诱导电流增强与内置频率混频用于距离测量、3D成像及下一代系统”），已获得德国研究基金会（DFG）约43万欧元的资助。其核心目标是为开发更为紧凑且具备高成本效益的3D传感器奠定关键技术基础。

“初步测试表明，我们这款新型光传感器不仅体积更小、所需电子元件更少，还能实现更高精度与灵敏度的测量。”来自吉森大学、专攻石墨烯基纳米技术的巴布利希教授这样介绍。

当前，多数现代3D传感器基于“飞行时间测量法”（Time-of-Flight）原理运作：系统发射光信号，经物体反射后被接收器检测，通过计算光往返时间来确定物体距离。为实现高精度测量，通常需将接收到的光信号与内部的电子参考信号进行比对。

与传统技术的关键区别在于：以往传感器在进行此类校准时，必须依赖外部复杂的电子电路，而这款新型3D传感器却能在元件内部直接完成信号混合与比对。这一突破源于所使用半导体材料的特殊性质。巴布利希解释：“我们的传感器并非由完美有序的晶体构成，而是采用了具有特定晶体缺陷的材料。这些原子层面的结构不规则性，使得不同信号能够在传感器内部直接混频与比较。”

在未来三年中，PICASSO项目将系统研究如何优化该传感器的结构与制造工艺。“传感器由若干纳米级厚度的功能层组成，各层经精密堆叠并具备不同特性，”巴布利希说明，“我们将深入探索各材料层的构成、原子尺度的结合方式及其厚度影响，例如为实现最佳光电性能所需的最优厚度。”除传感器概念设计外，团队还将借助自主搭建的测量系统，对其性能进行全面评估。

巴布利希团队现已入驻锡根大学阿道夫·赖克魏因校区（Adolf-Reichwein-Campus）全新的“INCYTE”研究中心，并对该处的研究条件充满期待：“在INCYTE，我们将获得前所未有的先进实验设施，用于传感器及其材料的制备与测试，”巴布利希表示，“能在如此现代化的科研环境中推进项目，令人倍感振奋。”

通过PICASSO项目，研究团队有望推动新一代高性能、小型化3D传感器的实质性进展，其应用潜力广泛覆盖消费电子、自动驾驶、工业检测及安防技术等多个领域，为未来智能设备与系统带来更强大的“视觉”能力。