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登錄光探測器
關注創建者:320科技工作室 創建時間:2022-02-19

光探測器的實例教程
【引言】
紅外光探測器在很多領域都有重要的應用,包括監控系統、通訊、過程監控和生物成像。短波段的紅外光在健康追蹤和醫療診斷中具有很實際的應用,因為生物組織對這種波段的光具有較弱的吸收和自熒光,以及紅外光相對于可見光具有更強的組織穿透能力和更高的分辨率。目前為止,大多數紅外光探測器都是基于無機半導體。這些探測器具有價格昂貴、制程復雜以及較難在可穿戴設備上得到應用的缺點??扇芤杭庸さ陌雽w被應用于紅外探測器中,可實現直接沉積、單片集成和利用現有技術無法實現的分辨率。除此之外,有機半導體還有諸多優點,包括溫度穩定性、生物穩定性和大面積形貌覆蓋。
【成果簡介】
美國加州大學圣地亞哥分校的科學家在Acc. Chem. Res.上,發表了題為"Emerging Design and Characterization Guidelines for Polymer-Based Infrared Photodetectors"的綜述。這篇綜述介紹了有機光探測器領域近年來的發展與進步。依靠有機太陽能電池的研究在過去十年中的迅速發展,高效率的可見光-近紅外有機光探測器也得到了發展。然而,可吸收紅外光的光探測器并不多,目前只有幾種有機材料可以實現1 μm的光電流。文章總結了幾種新型的小分子和聚合物,并討論了發展窄帶隙光探測器所遇到的瓶頸。
【圖文導讀】
Figure
1.
近紅外生物成像
(a).不同生物組織的吸收光譜
(b).不同波長的小鼠腦部熒光成像
(c).探測能力隨溫度的變化
Figure
2.
展開 【引言】
可以將光信號轉化為電信號的光探測器,在100多年前就吸引了相關領域科研工作者的興趣。具有寬帶光響應的光探測器的光響應范圍,可從紫外光到可見光,再到近紅外,甚至太赫茲,在很多領域都有應用,比如成像、檢測、光通信、可穿戴設備和光電記憶等。根據光電探測理論,當入射光的能量大于半導體的帶隙時,電子可從價帶激發到導帶,從而實現光響應。目前基于窄帶隙半導體的光探測器已經有很多,可用來探測寬帶光,比如中紅外光子。然而,對于帶寬小于中紅外光子的半導體,室溫下的載熱會產生大量暗電流,遠大于光產生的電流,因而限制了這類光檢測器的應用。
【成果簡介】
近日,山東大學張懷金教授(通訊作者)報導了一種外爾半金屬TaAs。這種光探測器可在室溫下實現寬波段的光響應,從可見光區域到長紅外區域。這個工作也說明外爾半金屬TaAs可促進現代光電設備的發展。該成果以題為"A Wide-Range Photosensitive Weyl Semimetal Single Crystal—TaAs"發表在Adv. Mater.上。
展開 用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
摘要 生成一個自定義探測器來計算一維周期結構的衍射效率,這是一個用戶定義范圍內入射方向的函數。根據效率,可以在定義的視場內評估衍射效率的平均值和對比度,并且可以用于定義優化函數以便進行可能的參數優化。
建模任務
任務:
生成探測器來評估給定視場(FOV)的波導耦合光柵的性能(平均效率,均勻性)。 探測器可用于分析透射或反射模式下的指定衍射級。
視場(FOV)的定義
調用傅里葉模態法(FMM)
使用探測器幫助瀏覽輸入參數 探測器結果的評估
作為結果,探測器會根據對特定衍射級次m作為一組平面波入射方向的函數的效率,來計算平均效率和均勻對比度。 均勻對比度(或誤差)由下式計算 計算值在VirtualLab Fusion的探測器結果中顯示。
矩形光柵的波導耦合分析 文件信息
展開 摘要
生成一個自定義探測器來計算一維周期結構的衍射效率,這是一個用戶定義范圍內入射方向的函數。根據效率,可以在定義的視場內評估衍射效率的平均值和對比度,并且可以用于定義優化函數以便進行可能的參數優化。
建模任務
任務:
生成探測器來評估給定視場(FOV)的波導耦合光柵的性能(平均效率,均勻性)。
探測器可用于分析透射或反射模式下的指定衍射級。
視場(FOV)的定義
調用傅里葉模態法(FMM)
使用探測器幫助瀏覽輸入參數
探測器結果的評估
作為結果,探測器會根據對特定衍射級次m作為一組平面波入射方向的函數的效率,來計算平均效率和均勻對比度。
均勻對比度(或誤差)由下式計算
計算值在VirtualLab Fusion的探測器結果中顯示。
矩形光柵的波導耦合分析
文件信息
展開 為了在設計過程中測量和優化橫向均勻性,VirtualLab Fusion提供了一個均勻性檢測器,為此類研究提供工具。在本文檔中,我們演示了均勻性檢測器的配置選項。
這個使用用例展示了…
均勻性檢測器
均勻性檢測器的編輯對話框
探測器功能:相干參數
探測器功能:光瞳參數
探測器功能:光瞳位置
基于中心射線的光瞳位置示例
基于光瞳在網格上的位置的光瞳位置的示例
均勻性檢測器輸出
均勻度檢測器圖輸出
均勻性檢測器輸出示例
文件信息
更多閱覽
-帶有光導元件的“HoloLens 1”型布局的建模
-光導布局設計工具
-k域布局可視化
-1D-1D擴瞳器和實光柵對光導的模擬
-圖形加載項
展開 
光探測器的相關專題、標簽、搜索
光探測器的最新內容
由負折射率表面等離子體光子學材料制成的透鏡可以解決衍射極限問題,產生能夠捕獲傳統顯微鏡視野之外的空間信息的超透鏡,其應用于光開關、光電探測器、調制器和定向光發射器。
表面等離子體光子學的未來
在過去幾十年中,半導體行業在將電子器件縮小到納米級方面取得了巨大進步。然而,在追求10GHz以上的電路時,信號延遲問題會帶來重大挑戰。
無論是人眼視網膜、CMOS傳感器還是CCD,本質上都是“光強探測器”——光子打在像素上,產生電子,輸出灰度值。振幅信息,就這樣被忠實地記錄下來。
但相位呢?相位描述了光波在傳播路徑上的振蕩狀態——波峰在何處、波谷在何處、波面以何種幾何形態向前推進。
探測器設置
為精準捕捉成像系統的光學性能數據與雜散光信息,對 OAS 軟件的光場探測器與雜散光探測器進行精細化配置。針對雜散光分析,設定光線能量閾值,有效篩選光柵散射、波導界面反射產生的雜散光信號,排除環境光等無效干擾,確保分析數據的精準性與針對性。
由負折射率表面等離子體光子學材料制成的透鏡可以解決衍射極限問題,產生能夠捕獲傳統顯微鏡視野之外的空間信息的超透鏡,其應用于光開關、光電探測器、調制器和定向光發射器。
表面等離子體光子學的未來
在過去幾十年中,半導體行業在將電子器件縮小到納米級方面取得了巨大進步。然而,在追求10GHz以上的電路時,信號延遲問題會帶來重大挑戰。
雖然光子器件提供了巨大的帶寬,但衍射限制了光子組件的尺寸。
探測器設置
為精準捕捉成像系統的光學性能數據與雜散光信息,對 OAS 軟件的光場探測器與雜散光探測器進行精細化配置。針對雜散光分析,設定光線能量閾值,有效篩選光柵散射、波導界面反射產生的雜散光信號,排除環境光等無效干擾,確保分析數據的精準性與針對性。
探測器功能:光瞳參數
均勻性探測器評估在配置的局部區域(稱為光瞳)的照射強度。
每個光瞳由其大小(dx×dy)和形狀定義,可以設置為橢圓形或矩形。
橢圓形光瞳:
矩形光瞳:
探測器功能:光瞳位置
一旦設置了所考慮的光瞳的大小和形狀,則必須配置探測器窗口中的光瞳數量和位置。
什么是CMOS圖像傳感器?2個月前
與大多數數字攝像頭一樣,其通過半導體芯片表面的數千個光子探測器來檢測入射光。每個探測器通過將光子的能量轉換為電流來測量吸收的光子的頻率(顏色)和數量(亮度)。然后,連接在每個探測器上的晶體管將電流放大。這種類型的圖像傳感器被稱為有源像素傳感器(APS)。
由于CMOS圖像傳感器采用標準半導體制造技術制成,因此芯片通常包括信號處理、模數轉換器和片上數字邏輯。這就構成了一個完整的芯片攝像頭。
CMOS圖像傳感器的設計2個月前
與大多數數字攝像頭一樣,其通過半導體芯片表面的數千個光子探測器來檢測入射光。每個探測器通過將光子的能量轉換為電流來測量吸收的光子的頻率(顏色)和數量(亮度)。然后,連接在每個探測器上的晶體管將電流放大。這種類型的圖像傳感器被稱為有源像素傳感器(APS)。
由于CMOS圖像傳感器采用標準半導體制造技術制成,因此芯片通常包括信號處理、模數轉換器和片上數字邏輯。這就構成了一個完整的芯片攝像頭。
與大多數數字攝像頭一樣,其通過半導體芯片表面的數千個光子探測器來檢測入射光。每個探測器通過將光子的能量轉換為電流來測量吸收的光子的頻率(顏色)和數量(亮度)。然后,連接在每個探測器上的晶體管將電流放大。這種類型的圖像傳感器被稱為有源像素傳感器(APS)。
由于CMOS圖像傳感器采用標準半導體制造技術制成,因此芯片通常包括信號處理、模數轉換器和片上數字邏輯。這就構成了一個完整的芯片攝像頭。
(3) 接收器
用戶可以依據光探測器輸入端的混合信號來選擇不同的模型。如果噪聲用概率密度函數(PSD)來描述,PIN或者APD將采用基于高斯近似的準分析模型來計算噪聲的作用。如果噪聲是與信號混合在一起,那么使用適當的PFD來描述光電子統計時,這個模型可以增加數字化噪聲。電濾波器件的內部庫包括實際的、頻率相關的參數。在這個庫中,用戶可以考慮不同濾波器形式來設計接收器。