随着 5G 与移动装置的兴起与普及,越来越多新型光传感器被应用于我们的日常生活中,为了能更好的应用在行动装置上,这些先进光传感器的组件感光面积越做越小。但这些应用却对先进光传感器的光感测性能要求却越来越高,在感光面积微缩的过程中,也带来量子效率精准测量的挑战;例如,传统聚光型小光斑在不同波长下,色散差造成焦点位移可到 mm 等级。难以将所有的光子都聚焦到微米等级的感光面积中。因此,难以准确测得全光谱量子效率曲线。
A. 客制化隔离屏蔽箱。 B. 因为先进的 PD 讲究响应速度快,所以有效面积就要小(降低电容效应),因此,多会有需要整合探针台的需求。 C. 可整合不同的半导体分析仪如 4200 或 E1500。
应用范围
LiDAR 中的光传感器 – InGaAs 光电二极管 / SPAD
苹果手表的光传感器
用于高增益传感和成像的光电二极管门控晶体管
高光电导增益和填充因子光传感器
高灵敏度间接转换 X 射线探测器表征
硅光子学 – InGaAs APD
应用 1:iPhone 12 的 LiDAR 和其他传感器中光电二极管的外部量子效率
应用 2 : APPLE Watch 6 血氧传感器中光电二极管的外量子效率
全新 Apple Watch Series 6 配备血氧传感器和配套应用程序,为您提供更多监测心脏和呼吸系统健康的方式,内置于 Apple Watch 的背面。 它使用四组红、绿、红外 LED 灯和四个光电二极管,这些器件可以将光转换为电流。 光照射到手腕上的血管,光电二极管测量反射回来的光量。 基本上,含氧和脱氧的血液以不同的方式吸收红光和红外光,因此 Apple Watch 可以通过反射光来确定血液的颜色。
高灵敏度大面积 X 射线探测器是低剂量医学诊断 X 射线成像的关键,例如数字射线照相、透视和乳房 X 线照相术。 X射线的探测方式一般有直接转换和间接转换两种。在直接转换模式中,光电导体(例如,非晶硒)用于将 X 射线光子直接转换为电荷。在间接转换模式中,这些电荷由非晶硅薄膜晶体管 (TFT) 进一步读出。X 射线光子首先通过闪烁体如碘化铯 (CsI:Tl)、锗酸铋晶体 (Bi4Ge3O12) 或 Gd2O2S:Tb 荧光粉,然后,通常由非晶硅光电二极管和开关 TFT 形成的光学成像传感器检测。在任一模式下,为了实现高灵敏度,必须从材料 / 设备级别或像素电路级别进行信号放大。例如,最近研究了高度敏感的直接 X 射线光电导体,例如钙钛矿,因为与市售的直接转换 a-Se 光电导体相比,它利用光子的效率高,从而导致高量子产率。然而,钙钛矿具有高漏电流并且也遇到稳定性 / 可靠性问题。在 X 射线成像应用中,可靠性和稳定性至关重要,因为每年必须进行数千次扫描。在高灵敏度的间接转换 X 射线探测器的情况下,由于许多闪烁体的量子产率已达到其极限,然而,由于 TFT 电路和光电二极管之间的占用面积竞争,空间分辨率和填充因子通常会受到影响,因此其灵敏度和高空间分辨率需要权衡。因此,拥有同时获得高灵敏度和高空间分辨率的检测器或像素架构是具有挑战性的。