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集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器( 二 )


集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
光量子惯性传感器IMU ACA-101
意子信息的第一款产品取名为“光量子惯性传感器IMU ACA-101” ， 精度可达1μg Hz-1/2 。 是常见工业级IMU精度百倍左右 。 带宽>20k Hz ， 将有效带宽扩大百倍以上 。 ACA-101测量角度精度类比激光RLG的精度略差一点 ， 但激光RLG售价高达数万人民币 ， 而ACA-101成本只有一百元人民币 ， 内部关键部分2毫米长 ， 2毫米宽 ， 几十微米深 ， 光电封装后体积16立方厘米左右 。
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
ACA-101未封装照片
罗杰介绍它的核心是20微米长、2微米宽、几十微米深的光学谐振腔 。 简单讲 ， 它的测量原理通过测位移->反算惯性力->再反算加速度 ， 类似弹簧秤：核心器件包含一个微质量块（Proof-Mass） ， 通过机械（MEMS）结构悬浮 ， 光腔的一端固定、另一端和Proof-Mass相连 ， 在外界加速度的作用下Proof-Mass产生微小的位移 。 微小位移改变了光强的光学共振的频率 ， 从而可以准确测量该微小位移 ， 进而获得准确的加速度（或者通过科里奥利力原理测量角速度） 。 该光学谐振腔目前能做到飞米级分辨率 ， 10^-15米 ， 的位移测量 ， 也就是一个质子或中子的直径 ， 已经达到位移测量量子极限 。 所以能够做到高分辨率、高精度、低底噪声的加速度测量 。
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
ACA-101核心光学部分电镜扫描
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
弹簧秤原理图
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
ACA-101原理图
罗杰告诉36氪采访人员 ， 硅光在通信方面的应用在30年前就已经开始了 ， 主要应用于通信设备基站、中继器 。 近几年 ， 集成硅光的其他应用开始兴起 ， 包括集成硅光传感与集成硅光计算等 。 ACA-101第一批demo是用电子束曝光机做出来的 ， 大规模批量生产需要把产线移植到DUV光刻机 ， 意子将与先进硅光代工厂共同推进相关制程在193纳米光刻线上的实现 ， pdk定义 ， design rule定义等等 。 届时 ， 各大晶圆厂商都能进行光量子传感器的生产了 。
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
集成硅光传感器适用行业
硅光芯片产业在过去5年内翻了数倍 ， 在未来5-10年内将达到顶峰 ， 市场体量将达200-300亿美元量级 。 随着越来越多集成硅光产品的出现 ， 整个产业共同推动相关代工厂在流片工艺和紧凑封装上的进步 ， 高性能硅光芯片和相关元件的低成本生产和小型化方面将获得极大的推动 。 期待越来越多的消费级产品能用到硅光惯性传感器 。
集成硅光传感器时代，「意子信息」想用纳米光子晶体结合MEMS做出了极高精度的光量子传感器文章插图
集成硅光传感器市场体量


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