紅外探測器是目前在探測器領(lǐng)域最受關(guān)注的項(xiàng)目。由于紅外上轉(zhuǎn)換器成本很低，不需要在后端讀出電路，而且制作非常簡單，在生物檢測、環(huán)境監(jiān)測和軍事科技方面擁有巨大的應(yīng)用前景。
正是由于紅外上轉(zhuǎn)換器門檻較低，市面上的紅外轉(zhuǎn)換器質(zhì)量普遍不高，存在成像線性動態(tài)范圍不理想，能耗較高使用壽命較短，弱光響應(yīng)性能遲鈍，低光光轉(zhuǎn)換效率較低的問題，在高質(zhì)量的紅外上轉(zhuǎn)換器方面急需突破。
在紅外上轉(zhuǎn)換器面世的20年里，不斷研發(fā)出了基于無機(jī)半導(dǎo)體，有機(jī)半導(dǎo)體和無機(jī)有機(jī)混合型半導(dǎo)體的紅外上轉(zhuǎn)換器。
在無機(jī)半導(dǎo)體上轉(zhuǎn)換器中，發(fā)射單元和探測單元一般使用晶圓融合和晶格匹配技術(shù)，紅外上轉(zhuǎn)換器的成本主要來自這一塊，這也是導(dǎo)致光光轉(zhuǎn)換效率不高的主要原因。
無機(jī)有機(jī)混合型上轉(zhuǎn)換器在弱光檢測方面的性能不太理想，主要原因是其集成了無機(jī)光電探測器和有機(jī)發(fā)光二極管，制作過程更加方便，大大提高了光光轉(zhuǎn)換效率。但是無機(jī)光電探測器和有機(jī)發(fā)光二極管非常受高結(jié)合能的影響，影響了混合型上轉(zhuǎn)換器在弱光檢測方面的性能。
紅外探測器在航天遙感中的應(yīng)用
電子科技大學(xué)的專家們對這個(gè)問題進(jìn)行了長期的研究，終于取得了突破。通過堆疊界面exciplex有機(jī)發(fā)光單元和高性能有機(jī)紅外探測器，開發(fā)出了一款新型紅外上轉(zhuǎn)換光電探測器。這款紅外上轉(zhuǎn)換光電探測器能夠在1.56V的極低電壓下，做到運(yùn)行的開關(guān)比超過85k高性能紅外上轉(zhuǎn)換器，在具備弱光探測能力的同時(shí)，成像線性動態(tài)范圍超過84dB，寬帶探測區(qū)域能夠做到從400nm到1064nm。
這款新型紅外上轉(zhuǎn)換光電探測器的光光轉(zhuǎn)換效率能夠達(dá)到12.92%。在弱光檢測能力方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對低至3.2 μW cm-2的光進(jìn)行檢測，這一數(shù)據(jù)比已經(jīng)公布的上轉(zhuǎn)換器提升了2個(gè)左右數(shù)量級。
器件結(jié)構(gòu)與近紅外生物成像
在近紅外生物成像方面，新型紅外上轉(zhuǎn)換光電探測器的高成像線性動態(tài)范圍和低能耗性能，能夠提供強(qiáng)穿透力和高質(zhì)量的生物成像，即使是在厚生物樣品中，也能保證成像的高質(zhì)量和高分辨率。這一特性使其在病理動態(tài)監(jiān)測和無創(chuàng)缺陷檢測方面，具有非常巨大的應(yīng)用前景。
由于具備高線性動態(tài)范圍和高分辨率，不僅能完成各種比較厚的生物樣本的識別和成像，還能分辨細(xì)胞種群類別，比如破骨細(xì)胞種群。電子科技大學(xué)研發(fā)的這款紅外上轉(zhuǎn)換光電探測器在高質(zhì)量低能耗近紅外生物成像方面的性能，必將衍生出更多、更廣泛的應(yīng)用。
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