高速光探测器中独特的超光谱响应设计,可通过周期性表面纹理实现
Ahasan Ahamed1, Amita Rawat1, Ahmed S Mayet1
1Electrical and Computer Engineering, University of California Davis, 1207 Kemper, Davis, 95616, CA, USA.
Research square
|July 28, 2023
概括
研究人员为小型化超光谱成像传感器开发了光子捕捉表面纹理 (PTST). 这一创新使得无需复杂光学,可用于各种应用的成本效益高的芯片上光谱仪成为可能.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 光子学 是一个光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 由于光谱响应工程,信号处理和深度学习方面的进步,高光谱成像 (HSI) 应用正在扩大.
- 传统的HSI系统通常需要庞大的过器和分散光学,限制小型化和成本效益.
- 需要紧的,集成的光谱传感解决方案,用于实时数据采集.
研究的目的:
- 介绍一种新的方法,用于设计使用光子捕捉表面纹理 (PTST) 的光探测器中的工程光谱反应.
- 为了证明制造具有成本效益的,高性能的光探测器,具有与PTST集成的独特光谱响应.
- 为验证小型化多/超频谱成像系统的芯片上光谱仪的可行性.
主要方法:
- 在光探测器中利用光子捕捉表面纹理 (PTST) 进行光谱响应工程.
- 制造的CMOS兼容的光检测器与集成的PTST.
- 研究了PTST几何参数 (周期,直径,间距) 与光学合特性之间的相关性.
- 在可见光谱和近红外光谱中证明了原理的多光谱成像.
主要成果:
- 建立了PTST周期和峰值合波长之间的线性相关性.
- 观察到PTST直径和光谱响应之间的关系较弱.
- 确定了PTST间距和波传播之间的显著关联.
- 成功制造出具有量身定制的光谱响应的超快速,高度敏感的光电探测器.
- 使用已开发的光探测器证明了有效的多光谱成像.
结论:
- 通过消除外部衍射光学,PTST能够实现仅检测器的光谱传感器,从而促进系统微型化.
- 具有工程光谱响应的高性能光探测器是可实现的.
- 开发的技术支持集成芯片上的光谱仪,用于紧,多功能和实时的超光谱成像系统.
