I juni förra året meddelade Metalenz och STMicroelectronics (ST) sitt samarbete kring att integrera Metalenz nanolinsteknik i ST:s kistelprocesser för tillverkning av halvledare. Nu har de båda företagen släppt en första ToF sensormodul med integrerad platt lins avsedd för smarta telefoner, drönare, robotar och fordonsindustrin.
Metalenz är sprunget ur forskning vid Harvards Office of Technology Development (OTD) och utvecklades vid universitetets Capasso Lab. Forskargruppen var i konkurrens med några andra grupper först med att visa upp en platt lins applicerad på en plan yta i nanoteknik för ett brett ljusspektrum. På ytan finns sub-våglängdsstrukturer med en enhetlig höjd på några hundra nanometer. Dessa strukturer i form av nanopelare fungerar som vågledare för att manipulera ljuset och ger möjligheten till en ljusstyrning som enligt Metalenz inte är möjlig med traditionella refraktiva linser.
För många monokromatiska bildbehandlingssystem, inklusive tid-of-flight (ToF), strukturerat ljus, ögonföljning och tillämpningar inom aktiv stereovision, kan en enda metalins eller metaoptik överträffa dagens multielements refraktiva linssystem, vilket enligt Metalens ger betydande prestandavinster på systemnivå men även kostnadsfördelar.
Metalenz och ST släpper ToF-modul
Metalens och ST har nu släppt VL53L8 -en Time-of-Flight (dToF)-sensormodul som utvecklats inom Metalenz och ST:s partnerskap, som meddelades i juni 2021.
Metalenz metaoptikteknologi kan ersätta befintliga komplexa linser och linser med flera element och ge ytterligare funktionalitet med en enda metaoptik inbyggd i time-of-flight (ToF)-moduler från ST. Metalenz plana metaytoptik tillverkas nu för första gången på kiselskivor tillsammans med elektronik i ST:s halvledarfabriker för frontelektronik. Metaoptiken samlar in mer ljus, ger flera funktioner i ett enda lager på kiselytan och möjliggör nya former av avkänning i smarta telefoner och andra enheter, samtidigt som de tar mindre plats. Metalenz flatlinsteknologi ersätter nu viss befintlig optik i ST:s FlightSense ToF-moduler.
– Mer än ett decennium av grundläggande forskning har fört oss till denna punkt. Marknadsutbyggnaden av vår metaoptik gör detta till den första metasurface-tekniken som blir kommersiellt tillgänglig, säger Rob Devlin, medgrundare och vd för Metalenz.
– ST:s teknologi, tillverkningsexpertis och globala räckvidd tillåter oss att påverka miljontals konsumenter. Vi har flera vinster som markerar den första tillämpningen av vår plattformsteknologi och vi designar nu hela system kring dess unika funktionalitet. Vår metaoptik möjliggör spännande nya marknader och nya avkänningsmöjligheter i mobila formfaktorer och till ett konkurrenskraftigt pris.
ST:s ToF-avkänningsteknologi använder ljusets hastighet för att exakt beräkna avstånd. Sensorn mäter den tid det tar för en foton, som färdas med 299 792 458 m/s, att resa till och reflekteras tillbaka från en yta. Företagets ToF-sensorteknik används för autofokus till kameror i smarta telefoner och närvarodetektering och gestigenkänning för bättre säkerhet och energieffektivitet i mobil- och datorapplikationer.
– Som ett perfekt komplement till ST:s avancerade tillverkningsmöjligheter och ToF-teknologi, möjliggör introduktionen av produkter som bäddar in Metalenz spelförändrande metasurface-optik nu betydande strömeffektivitet, optisk prestanda och modulstorleksoptimering som alla ger fördelar på konsument-, industri- och fordonsmarknaderna, säger Eric Aussedat, Executive Vice President och General Manager för ST:s Imaging Sub-Group.
– Initialt riktar sig produkterna till applikationer som använder nära-infraröda våglängder, speciellt för 3D-avkänning. Produkterna vi introducerar med Metalenz är perfekt lämpade för tillämpningar som ansiktsautentisering, kamerastöd, konsument-LIDAR och AR/VR, där djup mappning behövs.
