设计和制造用于快速原型设计的薄和微光学传感器
Nobutomo Morita1, Wataru Iwasaki1
1Sensing System Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tosu 841-0052, Japan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
这项研究开发了一种微型光学传感器,用于在体外膜氧化 (ECMO) 过程中监测血块. 基于集成电路的紧型传感器增强了各种应用的光学传感能力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学传感技术的技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 光学传感提供非侵入性,高灵敏度的检测.
- 光学传感器的小型化对于扩展医疗保健,物联网和人工智能应用至关重要.
- 目前传感器尺寸和集成的局限性阻碍了更广泛的采用.
研究的目的:
- 开发一种超紧的光学传感器,用于ECMO电路中的实时血栓监测.
- 将传感,放大和光发射功能整合到一个微型设备中.
- 为了证明半导体和MEMS工艺的可行性,用于可扩展的传感器生产.
主要方法:
- 开发一个微型光学传感器,使用补充金属氧化物半导体集成电路 (CMOS-IC) 技术.
- 光二极管,放大器和发光二极管 (LED) 安装基板在3.8 × 4.8 × 0.75 mm3包装中的集成.
- 实现使用三个不同的波长的反射光谱学.
- 半导体和微电子机械系统 (MEMS) 制造工艺的应用.
主要成果:
- 成功开发了一个超紧的,毫米尺寸的光学传感器.
- 用三种波长的反射光谱来检测血栓的演示.
- 传感器在一个芯片上集成了多个功能 (光二极管,放大器,LED基板).
- 设计是可定制的,适合原型,可扩展用于大规模生产.
结论:
- 开发的微型光学传感器为ECMO的现场监测提供了重大进展.
- 集成的CMOS-IC设计促进了小型化,增强了光学传感能力.
- 这项技术为微型光学传感器在各个领域的更广泛应用铺平了道路.
