独特的超光谱响应设计,通过光电极的周期性表面纹理实现
Ahasan Ahamed1, Amita Rawat1, Lisa N McPhillips1
1Electrical and Computer Engineering, University of California-Davis, Davis, California 95616, United States.
ACS photonics
|June 24, 2024
概括
光子捕捉表面纹理 (PTST) 通过消除外部光学来实现微型化高光谱成像系统. 这项创新提供了高速,高增益的光二极管,用于成本效益高的光谱分析.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 超光谱成像应用受到体积庞大,复杂的光学组件的限制.
- 现有的光谱响应设备需要复杂的过器和分散镜头.
研究的目的:
- 提出一种新的方法来设计使用光子捕捉表面纹理 (PTST) 的工程光谱反应.
- 开发和验证电磁波合与PTST的分析模型.
- 为了证明PTST配备的光二极管的可行性,用于微型化超光谱成像.
主要方法:
- 开发了使用与PTST有效折射率的电磁波合的分析模型.
- 通过使用CMOS兼容工艺制造的PTST配备的光二极管的模拟和实验数据来验证模型.
- 描述了制造的光二极管的电气和光学性能.
主要成果:
- 观察到峰值合波长和PTST周期之间的线性关系,以及与PTST直径的比例关系.
- 确定了PTST间距和波传播模式之间的显著相关性.
- 证明了PTST光二极管在高速 (27 ps),高增益 (M: 90),低压 (故障电压: ~8.0 V) 的性能.
结论:
- PTST消除了对外部衍射光学的需求,使得超光谱成像系统的小型化成为可能.
- 开发的模型准确地预测了光谱响应,促进了芯片上的光谱仪集成.
- 这些进步为具有成本效益的实时超光谱成像系统铺平了道路.
