高精度激光脉冲测距技术 被引量：30

1

作者 李密 宋影松 +2 位作者 虞静 李春领 唐丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1469-1473,共5页

激光测距技术是影响机载三维激光雷达性能的重要因素,研制高精度的激光测距系统对提高机载三维激光雷达的性能具有重要意义。开展了激光脉冲静态测距实验研究,对弱光探测和时间间隔测量技术进行了相应的研究,建立了激光测距实验平台和... 激光测距技术是影响机载三维激光雷达性能的重要因素,研制高精度的激光测距系统对提高机载三维激光雷达的性能具有重要意义。开展了激光脉冲静态测距实验研究,对弱光探测和时间间隔测量技术进行了相应的研究,建立了激光测距实验平台和测量装置。通过选择合适的光电探测器和高性能的时间测量电路,初步实现了高精度激光脉冲静态测距,激光测距精度优于2.0 cm,平均误差不超过1.5 cm,达到了国内先进水平。实验结果充分证实了弱光探测和时间测量技术的可行性,为开展激光脉冲快速扫描测距积累了经验。 展开更多

关键词 激光脉冲测距 机载三维激光雷达 弱光探测 时间间隔测量

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基于CsPbBr_(3)量子点/有机半导体/SnO_(2)异质结的自供电型探测器用于弱光检测 被引量：2

2

作者 杨奔 郭璞 +4 位作者 郝丹丹 王言 李立 代世磊 黄佳 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期716-723,共8页

全无机卤化铅钙钛矿量子点由于其优异的光电性能在光电探测器的发展中展示出巨大的潜力.然而,基于纯钙钛矿量子点的光电探测器光响应性能通常受到钙钛矿量子点薄膜电荷传输效率差的限制.本工作报道了基于钙钛矿量子点和有机半导体PQT-12... 全无机卤化铅钙钛矿量子点由于其优异的光电性能在光电探测器的发展中展示出巨大的潜力.然而,基于纯钙钛矿量子点的光电探测器光响应性能通常受到钙钛矿量子点薄膜电荷传输效率差的限制.本工作报道了基于钙钛矿量子点和有机半导体PQT-12(聚3,3′′′-二十二烷基四噻吩)的高性能自供电光电探测器.即使在自供电模式下,该器件仍然可以对光信号展示出稳定的光响应性质,并实现了优异的光探测性能,包括5.8×10^(12)Jones的探测率和高达105的光暗电流比.更重要的是,器件对于强度低至3 nW cm^(-2)的弱光具有明显的光响应.据我们所知,该器件的自供电弱光探测能力优于大多数报道的基于钙钛矿量子点的光电探测器.此外,器件还可以制备成柔性探测器,在不同的弯曲角度下器件的光电流几乎保持不变.相比于已报道的自供电光电探测器,我们的器件综合性能十分优异.本工作可以为基于钙钛矿量子点开发高性能弱光探测自供电光电探测器提供借鉴. 展开更多

关键词 光电探测器 有机半导体 弱光探测 探测率 暗电流 异质结 器件 自供电

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原子级化学反应促进可弱光探测有机光电倍增探测器的外量子效率超过10^(8)% 被引量：3

3

作者 石林林 朱益志 +11 位作者 李国辉 冀婷 王文艳 张叶 吴宇坤 郝玉英 王开鹰 袁俊 邹应萍 Beng S.Ong 朱福荣 崔艳霞 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期928-937,M0004,共11页

外量子效率远大于100%、低成本、溶液法制备的倍增型有机光电探测器(PM-OPDs)引起广泛关注.但该类器件因阳极欧姆接触带来暗电流的恶化,使其弱光探测并不理想.基于此,本文提出了原子级化学反应改善PM-OPDs暗电流及弱光探测策略,进而带... 外量子效率远大于100%、低成本、溶液法制备的倍增型有机光电探测器(PM-OPDs)引起广泛关注.但该类器件因阳极欧姆接触带来暗电流的恶化,使其弱光探测并不理想.基于此,本文提出了原子级化学反应改善PM-OPDs暗电流及弱光探测策略,进而带来器件综合性能的显著提升.具体地,本文利用原子层沉积技术在空穴传输层PEDOT:PSS与活性层P3HT:PC71BM(100:1)之间引入0.8 nm厚的Al_(2)O_(3)界面层,通过对薄膜拉曼、XPS及FT-IR性能进行表征,发现原子级厚度的Al_(2)O_(3)可与PEDOT:PSS的化学基团发生反应,调节PEDOT:PSS的功函数,进而在阳极一侧形成肖特基接触.通过与阴极肖特基接触协同,器件在保持高倍增行为的同时,暗电流显著降低.最终,器件的弱光探测性能有所改善,相比于标准器件(可探测64 nW/cm^(2)弱光),Al_(2)O_(3)修饰器件可探测低至2.5 nW/cm^(2)的弱光,且相应的外量子效率和响应率分别达到4.31×10^(8)%,1.85×10^(6)A/W,达到目前报道PM-OPDs的最优值.此策略在新型柔性电子产品及医学成像领域具有很好的应用前景. 展开更多

关键词 外量子效率 肖特基接触 弱光探测 原子级 暗电流 柔性电子 欧姆接触 空穴传输层

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低对称性的亚波长阵列增强型的GeSe偏振探测器 被引量：2

4

作者 周子琦 沈涛 +14 位作者 王盼 郭泉林 王卿赫 马辰俊 辛凯耀 赵凯 于雅俐 秦彪 刘岳阳 杨珏晗 洪浩 刘开辉 刘灿 邓惠雄 魏钟鸣 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期173-179,M0004,共8页

偏振敏感光电探测器可通过探测光偏振态的变化从而分辨纹理、应力和粗糙度等多种信息,在安全、医疗诊断和航空航天领域具有独特的优势.基于面内各向异性的二维材料的偏振光探测器可简化传统探测器的复杂透镜系统,促进了光电器件的集成... 偏振敏感光电探测器可通过探测光偏振态的变化从而分辨纹理、应力和粗糙度等多种信息,在安全、医疗诊断和航空航天领域具有独特的优势.基于面内各向异性的二维材料的偏振光探测器可简化传统探测器的复杂透镜系统,促进了光电器件的集成化与小型化.然而,基于面内各向异性的二维材料的偏振光探测器的光电流各向异性比不足(通常小于10),限制了偏振信号的检测分辨率.本文设计了基于二维硒化亚锗(GeSe)的亚波长阵列(SWA)结构,进一步提高其各向异性灵敏度,并将光电流各向异性从1.6提高到18.本研究发现,SWA结构可以进一步增强电荷分布的不对称性,提高GeSe材料在扶手椅方向上的光吸收和光电跃迁概率,从而提高了偏振灵敏度.此外,基于GeSe SWA的光电探测器在808 nm的近红外波长下表现出宽的功率范围(40 dB)和弱光探测能力(0.1 LUX).该工作为提高二维材料的偏振灵敏度提供了可行性指导,将有利于促进高分辨率偏振成像传感器的发展. 展开更多

关键词 光电探测器 偏振灵敏度 光电器件 弱光探测 二维材料 透镜系统 医疗诊断 电荷分布

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全数字PET关键器件硅光电倍增器研究进展

5

作者 胡文韬 劳慧 +1 位作者 邱奥 谢庆国 《CT理论与应用研究（中英文）》 2024年第4期421-432,共12页

近年来,硅光电倍增器(SiPM)凭借其出色的性能表现,已经成为正电子发射断层成像(PET)中的首选光电转换器件。SiPM具有单光子分辨能力和低于100 ps的时间分辨率,使得精确测量光子到达时间成为可能,催生了飞行时间PET、光子计数计算机断层... 近年来,硅光电倍增器(SiPM)凭借其出色的性能表现,已经成为正电子发射断层成像(PET)中的首选光电转换器件。SiPM具有单光子分辨能力和低于100 ps的时间分辨率,使得精确测量光子到达时间成为可能,催生了飞行时间PET、光子计数计算机断层扫描、正电子素寿命显像等新兴应用领域,这些应用又对SiPM的性能提出了更高的挑战。因此,如何将SiPM性能推进至其物理极限已成为新一代SiPM的研究的关键方向。在传统的SiPM架构中,信号经过多次处理和模数转换,带来噪声增加和时间性能恶化的问题,从而限制了SiPM的性能潜力。随着半导体制造工艺的快速发展,SiPM可在标准CMOS工艺节点上制造,标志着可以将数字逻辑集成在SiPM器件内,这是SiPM领域的一次重大突破,使我们能在单一SiPM内实现更精确的时间、能量、位置信息获取,为推进SiPM达到性能极限提供了一条可能的途径。本文综述SiPM的发展历史、工作原理和性能参数,分析传统SiPM的局限性,梳理数字SiPM研究的关键问题,介绍当前几种数字化SiPM架构,最后对数字SiPM的关键技术进行总结和展望。 展开更多

关键词 硅光电倍增器 弱光探测 全数字 光子计数 多计数阈值

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应用于弱光探测的热敏超导谐振器 被引量：5

6

作者 周品嘉 王轶文 韦联福 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1-17,共17页

近几十年来,超导单光子探测技术被越来越广泛的应用于量子保密通信与线性光量子计算等重要领域中.其中,基于超导共面波导谐振器的单光子技术以其结构简单,高探测效率及可分辨光子数目等特性吸引了人们越来越多的关注.随着科研工作者对... 近几十年来,超导单光子探测技术被越来越广泛的应用于量子保密通信与线性光量子计算等重要领域中.其中,基于超导共面波导谐振器的单光子技术以其结构简单,高探测效率及可分辨光子数目等特性吸引了人们越来越多的关注.随着科研工作者对样品制备工艺的不断改进,对选用超导薄膜材料的不断优化,以及对相关背景理论的深入研究,共面波导谐振器单光子探测技术在近几年中取得了巨大的突破.本文将从共面波导谐振器单光子探测器的工作原理,相关理论研究,样品参数设计等方面出发,结合本实验室近期测试得到的实验结果,对共面波导谐振器单光子探测技术的发展近况进行简要的综述. 展开更多

关键词 低温超导 弱光探测 共面波导谐振器

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基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器 被引量：4

7

作者 马晓燠 樊志华 +3 位作者 杨奇龙 饶长辉 魏凯 鲜浩 《量子光学学报》 北大核心 2019年第1期87-93,共7页

为了实现二维平面上以单光子的灵敏度探测光强分布,提出了一种基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器。并通过高频甄别技术和等幅放大技术实现对光电脉冲的低噪声恒定放大、解串扰技术消除相邻像素间的串扰影响,最终完成了8×8阵... 为了实现二维平面上以单光子的灵敏度探测光强分布,提出了一种基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器。并通过高频甄别技术和等幅放大技术实现对光电脉冲的低噪声恒定放大、解串扰技术消除相邻像素间的串扰影响,最终完成了8×8阵列型光子计数器的研制。测试结果表明,本阵列型光子计数器的单像素的最大计数率为100MCPS,峰值光子探测效率约21.2%,帧频最高可以达到10kHz,在1.8m望远镜平台上可以稳定探测10等星以内的暗弱天体。 展开更多

关键词 弱光探测 阵列型单光子计数 光电成像 脉冲信号处理

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硅基雪崩光电二极管技术及应用 被引量：4

8

作者 陈全胜 张明 +3 位作者 彭时秋 陈培仓 王涛 贺琪 《电子与封装》 2021年第3期1-7,共7页

硅基雪崩光电二极管是一种可用于对微弱光甚至单光子进行探测的光电器件,被广泛应用于激光测距、激光成像、量子通信和生物医疗等领域。从工作原理、常见结构和分类3个方面对硅基雪崩光电二极管的技术进行分析,并对其性能发展趋势进行阐... 硅基雪崩光电二极管是一种可用于对微弱光甚至单光子进行探测的光电器件,被广泛应用于激光测距、激光成像、量子通信和生物医疗等领域。从工作原理、常见结构和分类3个方面对硅基雪崩光电二极管的技术进行分析,并对其性能发展趋势进行阐述,最后介绍了硅基雪崩光电二极管的应用。 展开更多

关键词 光电器件 雪崩光电二极管 弱光探测 激光雷达

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便携式MicroRNA快速检测系统 被引量：4

9

作者 王燕飞 余东升 +9 位作者 陈海燕 张战盈 方蔚恺 杨喆 陆泽橼 李艳蕾 纪玉峰 关一夫 徐赤东 江海河 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期541-547,共7页

MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关,可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂,本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度,对采集... MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关,可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂,本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度,对采集到的荧光数据进行分析,得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1μmol时,荧光强度线性偏倚不超过±5%,系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验,结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。 展开更多

关键词 光电检测 荧光检测 弱光探测 miRNA 滚环扩增

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基于标准CMOS工艺的UV/blue光电探测器 被引量：4

10

作者 董威锋 谢生 +3 位作者 毛陆虹 廖建文 朱长举 乔静 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期32-37,共6页

基于UMC 0.18μm CMOS工艺,提出一种适合紫外/蓝光探测的探测器,该器件由栅体互联的NMOS晶体管和横向/纵向光电二极管构成.其中,浅结的光电二极管由UMC工艺中Twell层(浅P阱)和Nwell层形成,以增强其对紫外/蓝光的吸收,栅体互联的NMOS晶... 基于UMC 0.18μm CMOS工艺,提出一种适合紫外/蓝光探测的探测器,该器件由栅体互联的NMOS晶体管和横向/纵向光电二极管构成.其中,浅结的光电二极管由UMC工艺中Twell层(浅P阱)和Nwell层形成,以增强其对紫外/蓝光的吸收,栅体互联的NMOS晶体管可以放大光电流,提高探测器的灵敏度和动态范围.仿真结果表明,本文设计的紫外/蓝光探测器具有低的工作电压和暗电流,对300~550nm波长范围的光具有高的响应度和宽的动态范围.在弱光条件下(光强小于1μW/cm2),响应度优于105 A/W,随着光强增大,响应度逐渐降低,但总体仍超过103 A/W. 展开更多

关键词 光电器件 响应度 弱光探测 紫外/蓝光 CMOS工艺 动态范围 选择性

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光电倍增管引导弱光探测 被引量：2

11

作者 颜严 罗山 《激光与光电子学进展》 CSCD 2000年第2期38-39,12,共3页

关键词 光电倍增管 弱光探测 光子探测

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弱光探测器中复合抛物面聚光镜(CPC)的优化设计 被引量：3

12

作者 王鑫 牛丽红 王淑岩 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期693-695,共3页

基于非成像光学的原理,设计并研制了一种新的复合抛物面聚光镜(Compound parabolic concentrator,CPC)。提出基于遗传算法的聚光镜优化设计方法,将透过率作为遗传进化的目标函数,通过控制遗传算法的遗传进化方向,对CPC的结构进行优化调... 基于非成像光学的原理,设计并研制了一种新的复合抛物面聚光镜(Compound parabolic concentrator,CPC)。提出基于遗传算法的聚光镜优化设计方法,将透过率作为遗传进化的目标函数,通过控制遗传算法的遗传进化方向,对CPC的结构进行优化调整。仿真实验结果表明,优化后的聚光镜入射孔径100mm,聚光比2.5:1,轴向长度84mm。当入射角为30°时,透过率达到75%以上。将此聚光镜应用于弱光探测器中,可以较好地满足器件的需要。 展开更多

关键词 复合抛物面聚光器 优化设计 遗传算法 弱光探测

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基于SiPM的高灵敏度大响应范围的弱光探测系统 被引量：3

13

作者 刘刚 贾宏志 涂建坤 《光学仪器》 2019年第4期69-73,共5页

为了满足在极低和较高光功率范围内对光信号的探测,提出了基于硅光电倍增管(SiPM)的弱光检测系统,该系统包含自动调节偏压电路、电流?电压转换电路、小信号放大电路和滤波电路。测量不同偏压下SiPM的输出与入射光信号之间的关系,实验结... 为了满足在极低和较高光功率范围内对光信号的探测,提出了基于硅光电倍增管(SiPM)的弱光检测系统,该系统包含自动调节偏压电路、电流?电压转换电路、小信号放大电路和滤波电路。测量不同偏压下SiPM的输出与入射光信号之间的关系,实验结果显示,偏压对SiPM的输出有很大影响,不同偏压下,SiPM的探测能力和探测范围都不相同。此外,该系统对25 pW到1.75μW的光信号都有响应,能在极低和较高光功率范围内对光信号进行连续探测。 展开更多

关键词 硅光电倍增管(SiPM) 弱光探测 自动偏压控制 大范围响应

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基于雪崩光电二极管的弱光探测技术研究 被引量：2

14

作者 邹建 陈晴 于文林 《光学与光电技术》 2014年第4期56-60,共5页

通过采用无源抑制方法对雪崩光电二极管的弱光探测技术进行了研究,分析了工作在盖革模式下的InGaAs APD的特性。利用APD两端的偏置电压VB在其雪崩后趋于稳定的特性,确定了其雪崩暗击穿电压,并且在水冷温控系统中,测得了APD雪崩暗击穿电... 通过采用无源抑制方法对雪崩光电二极管的弱光探测技术进行了研究,分析了工作在盖革模式下的InGaAs APD的特性。利用APD两端的偏置电压VB在其雪崩后趋于稳定的特性,确定了其雪崩暗击穿电压,并且在水冷温控系统中,测得了APD雪崩暗击穿电压与温度的关系。结果表明,APD的雪崩暗击穿电压随着温度的上升而增大,光子群(弱光)到达时,APD探测到的在某一幅值处的脉冲数明显增加,其脉冲幅度也将增大。 展开更多

关键词 弱光探测 无源抑制 雪崩光电二极管 暗击穿电压

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MicroRNA快速检测系统的设计 被引量：2

15

作者 王燕飞 余东升 +8 位作者 陈海燕 张战盈 方蔚恺 陆泽橼 李艳蕾 纪玉峰 关一夫 徐赤东 江海河 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期179-184,共6页

为了实现MicroRNA的快速检测,设计了一种便携式MicroRNA快速检测仪.基于等温滚环扩增技术,采用光电检测方法,检测标志物受激发出的荧光光强,建立特征荧光分析检测系统.通过改变激发光强度、MicroRNA试剂浓度等参量,验证了该仪器可测量的... 为了实现MicroRNA的快速检测,设计了一种便携式MicroRNA快速检测仪.基于等温滚环扩增技术,采用光电检测方法,检测标志物受激发出的荧光光强,建立特征荧光分析检测系统.通过改变激发光强度、MicroRNA试剂浓度等参量,验证了该仪器可测量的MicroRNA的浓度范围为0.01~0.1μmol,可检测出的最低检出限为7个拷贝数,MicroRNA浓度与荧光信号强度之间为线性关系(R2=0.999 1). 展开更多

关键词 生物医学工程 医用光学仪器 核酸检测 荧光 弱光探测 MICRORNA 滚环扩增

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光纤包层中的弱光探测技术 被引量：2

16

作者 慕伟 徐呈霖 +3 位作者 司旭 马云亮 林亚俊 肖春 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期222-226,共5页

设计了一种用于探测光纤激光器系统中有源光纤中残余的弱泵浦光的方法。采用两种光纤探针对剥离涂覆层的有源光纤以及保留涂覆层的光纤进行了包层泄漏光的测试,优选出锥形探针作为弱光探测的光纤探针,并用该探针测得泄漏光与包层残余泵... 设计了一种用于探测光纤激光器系统中有源光纤中残余的弱泵浦光的方法。采用两种光纤探针对剥离涂覆层的有源光纤以及保留涂覆层的光纤进行了包层泄漏光的测试,优选出锥形探针作为弱光探测的光纤探针,并用该探针测得泄漏光与包层残余泵浦光的功率关系,发现二者呈线性关系并有对应的比例系数。通过该光纤探针的方法可实现快速确定有源光纤在激光器中的使用最佳长度,避免传统方法中对有源光纤进行多次切割、熔接再测试等操作,极大地提高了测试效率并降低了测试成本。试验同时发现,光纤探针在剥离涂覆层光纤上的探测效果优于未剥离涂覆层的光纤探测效果。 展开更多

关键词 弱光探测 光纤激光器 有源光纤 包层泵浦光

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掩埋双p-n结波长探测器的弱光探测

17

作者 张秀荣 盛丽艳 +1 位作者 韩德俊 张保州 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期224-227,共4页

为提高掩埋双p n结 (BDJ)波长探测器对弱光探测的信噪比 ,不采用其一般的光电导工作模式 ,而应用它的光伏工作模式 ,并借助锁相放大技术 ,测量上下 2个p n结的光生电压 ,不仅得到了光生电流比与波长的关系曲线 ,而且抑制了大量噪声 。

关键词 BDJ波长探测器 光伏模式 锁相放大 弱光探测

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面向弱光探测的实时像元合并 被引量：1

18

作者 张刘 王亚明 +1 位作者 张文 王文华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2539-2547,共9页

为解决弱光环境下月球着陆粗避障环节成像不清晰的问题,提出了“区域”像元合并和去除相机本底值两种图像预处理方法,来提高探测器的成像灵敏度和图像信噪比与对比度。在分析传统像元合并实现原理的基础上,提出了一种针对n_taps成像数... 为解决弱光环境下月球着陆粗避障环节成像不清晰的问题,提出了“区域”像元合并和去除相机本底值两种图像预处理方法,来提高探测器的成像灵敏度和图像信噪比与对比度。在分析传统像元合并实现原理的基础上,提出了一种针对n_taps成像数据格式的“区域”像元合并方法。根据月球着陆粗避障环节中大尺度障碍识别的特点,通过去除相机本底值来提高图像的对比度。最后,利用宽、窄视场两款相机分别对像元合并、去除相机本底值以及两者结合的方法进行了重复性实验。实验结果表明,在弱光环境下,结合像元合并与去除相机本底值的方法可有效提高图像的信噪比与对比度,2_Binning模式下宽视场相机的信噪比可提高5.9014 dB、对比度可提高0.2547,窄视场相机的信噪比可提高5.7644 dB、对比度可提高0.2654;4_Binning模式下宽视场相机的信噪比可提高11.6899 dB、对比度可提高0.2102,窄视场相机的信噪比可提高11.4015 dB、对比度可提高0.2840。 展开更多

关键词 弱光探测 像元合并 相机本底值 多项式拟合

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高响应度的NMOS型栅体互连光电探测器

19

作者 谢生 王雪飞 +4 位作者 兰馗博 毛陆虹 董威锋 丛佳 孙邵凡 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期788-792,共5页

针对硅基光电探测响应度低的问题,设计了一款与标准CMOS工艺兼容的、可用于弱光探测的高响应度的NMOS型光电探测器(NMOS-PD).该探测器由栅体互连的NMOS管和T-well/N-well结光电二极管构成,利用光电二极管的光生伏特效应改变T阱电势,进... 针对硅基光电探测响应度低的问题,设计了一款与标准CMOS工艺兼容的、可用于弱光探测的高响应度的NMOS型光电探测器(NMOS-PD).该探测器由栅体互连的NMOS管和T-well/N-well结光电二极管构成,利用光电二极管的光生伏特效应改变T阱电势,进而控制NMOS管的栅压和阈值电压,以此实现光信号的探测与倍增放大,故所设计光电探测器具有更高的光电流增益和更宽的动态范围.经理论模拟计算和优化设计,本文设计了总面积为20μm×20μm的NMOS-PD,选用整个T阱区作为光敏区域(16μm×16μm),以增加光的吸收量,所设计光电探测器经UMC 0.18μm CMOS工艺流片制备.测试结果表明,所设计探测器在400～700 nm波长范围内具有较好的响应度.采用630 nm LED作为光源,当输出光功率密度P_(opt)=5 mW/cm^2、漏源偏压V_(DS)=0.4 V时,NMOS-PD的响应度达到1 550 A/W,并实现了200 kHz的信号探测.尽管随着光强增大,光电探测器响应度逐渐降低,但整体上仍超过10~3A/W.与硅基CMOS工艺制备的传统光电探测器相比,所设计光电探测器结构不仅可在低压、低功耗下正常工作,且在弱光条件下具有极高的倍增放大能力,有望应用于弱光探测的图像传感领域. 展开更多

关键词 光电探测器 响应度 弱光探测 CMOS 工艺

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SOI基高响应度TFET探测器的设计与仿真

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作者 王雪飞 谢生 +2 位作者 毛陆虹 王续霏 杜永超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1-7,共7页

提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大.光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转... 提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大.光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转化.陡峭的亚阈值摆幅能有效放大输出电流,提高TFET探测器的响应度.应用SILVACO完成探测器结构和性能的模拟仿真.光电二极管的光生电势通过较薄的BOX区形成了TFET的底部栅压,增强了对沟道势垒的控制能力,增大了输出电流,结果表明,探测器对弱光具有较高的响应度,当入射光强小于10 mW/cm^2时,响应度可超过10^4 A/W.此外,通过调整光电二极管的反偏电压、在源区与沟道间插入n^+口袋等方法可显著提高探测器的输出电流和响应度. 展开更多

关键词 光电探测器 绝缘体上硅 隧穿场效应晶体管 响应度 弱光探测

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