三維成像技術在生物醫藥、納米顆粒表征、安全、機器人技術和手勢識別等方麵都有應用。在過去，這樣的係統通常是用單像素探測器或台式裝置組成的探測器陣列組成的。

近日，加州理工學院的研究人員開發出一種新型3D成像芯片，這芯片很小，可以裝到智能手機中，使其可以快速抓取對象的3D影像，然後用3D打印機將其複製出來。

據加州理工工程與(yu) 應用科學分布的Ali Hajimiri教授稱，該技術主要基於(yu) 一種便宜的微型高精確度設備——納米光子相幹成像器（NCI）。

NCI是一種表麵積不超過1平方毫米的廉價(jia) 矽芯片，但是它們(men) 能夠提供極精確的深度測量信息，並且這種矽光子是具有高解析度和像素數的相幹3D成像和投影係統的理想平台。

“芯片上的每個(ge) 像素就是一個(ge) 獨立的幹涉儀(yi) ——使用光波的幹涉來獲得精確測量數據的儀(yi) 器——它除了信號的強度之外還檢測信號的相位和頻率。”該芯片的開發者Hajimiri教授表示。

這種新的芯片使用激光雷達技術（LIDAR），該技術使用掃描激光束照射掃描對象。當獲得從(cong) 掃描對象上反射回來的光之後，它會(hui) 根據使用激光的波長進行分析，這個(ge) LIDAR係統主要用來收集關(guan) 於(yu) 對象大小、距離的信息。

“在我們(men) 的相幹成像器上就安置了這種微小的激光雷達陣列，就可以同時對一個(ge) 對象場景的不同部分進行成像而無需進行任何機械運動。”Hajimiri說。“通過在矽芯片的小管裏耦合、圍、並處理反射光，我們(men) 將每個(ge) LIDAR元件縮小到隻有幾百微米大小——直到可以在一個(ge) 300微米×300微米的有源區內(nei) 形成由16個(ge) 獨立的幹涉檢測儀(yi) 組成的陣列。”

這種IR波長能夠有效地通過集成的矽絕緣體(ti) （SOI）納米光子平台來處理。據研究人員說，他們(men) 有可能最終會(hui) 集成矽電子創造出可在很小的區域容納相當大數量像素的NCI，而且成本非常低。

Hajimiri和他的同事們(men) 使用這種設備掃描並構建了半米遠的1便士硬幣上浮雕的3D影像，分辨率可達微米級。

Hajimiri說當前16個(ge) 像素的陣列將很快擴大到幾十萬(wan) 像素，最終形成一個(ge) 巨大的LIDAR陣列。

“這種小體(ti) 積、高質量的新型芯片式成像器將會(hui) 導致成本的顯著降低，並能夠很容易地融入像智能手機這樣的個(ge) 人設備。”他說。

這項研究名為(wei) 《納米光子相幹成像儀(yi) （Nanophotonic Coherent Imager）》，已發表在《光學快報（Optics Express）》2月刊上，作者為(wei) Hajimir、Firooz Aflatouni、Behrooz Abiri和Angad Rekhi。