The invention discloses a single chip integrated spectral detector device from visible light to near infrared and a preparation method. The device comprises an epitaxy sheet, including an upper N contact layer, and a colloidal quantum dot filter layer composed of a colloidal quantum dot array, which is located on the N contact layer. In the preparation method, colloidal quantum dots are prepared by mixing cadmium sulfide, cadmium selenide and lead sulfide quantum dots nanoparticles with p-phenylenediamine and dissolving them into polyvinyl alcohol butyraldehyde chloroform solution. The advantages of the focal plane device provided by the invention are that the incident light of multiple different bands can be separately and synchronously collected, the original spectrum can be reconstructed by the principle of wavelength multiplexing, and the target information of multiple bands can be obtained at the same time, thus effectively eliminating the interference encountered in the multi-color detection of the target and improving the high resolution effect of the target.
【技术实现步骤摘要】
一种可见光至近红外集成的光谱探测器装置及制备方法
本专利技术涉及红外探测与成像
,更具体地说,本专利技术涉及可见光至近红外的单芯片集成的高光谱探测器的制备方法。
技术介绍
红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成为电信号的器件,可以捕捉人眼察觉不到的红外光并以电信号的形式进行输出。实现红外探测的材料和器件主要包括基于热效应的热释电探测器,基于光电效应的光电探测器,以及基于石墨烯、碳纳米管,量子点的新材料探测器等。目前,光电探测器的技术最为成熟,基于光电技术的红外探测器小型化后可制备成为密集的探测器阵列,也就是红外焦平面,焦平面是红外相机的核心元件,其在夜视成像、天文观测、医疗通讯、矿物勘探、化学化工、城市热流分析以及军事等方面,具有重要的应用价值。近年来,高光谱红外成像技术引起了许多公司和研究机构的兴趣。在探测器的实际应用中,探测器的响应波段一般是一个较大的范围,而实际探测器的目标往往有一段很强的较窄红外波段,因此直接用探测器观测目标将会有较大的噪声。另外,用整体宽谱的探测器去观测目标,无法区分目标在不同波段辐射分布的细节特征;而分离的同时探测系统能够同时对目标原始光谱拟合重建,成像内容更凸显细节,能够得到更加精确的分析结果。目前,实现高光谱红外成像的手段主要是基于色散、干涉等光学原理,在探测器前面加入光栅、光学薄膜、标准具等光学系统,形成一系列窄带光学滤光片或者透镜系统,选择性透过入射光中特定波段成分,再利用后面的探测器测量其光谱信息,从而实现多个波段同时成像的目的。但这种设计非常复杂,以光学滤光片为例,其尺寸受到有效光程的限制,难以实现微型化、高分 ...
【技术保护点】
1.一种可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述装置包括:外延片,包括上部的N接触层;胶状量子点阵列组成的胶状量子点滤光层,位于所述N接触层上。
【技术特征摘要】
1.一种可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述装置包括:外延片,包括上部的N接触层;胶状量子点阵列组成的胶状量子点滤光层,位于所述N接触层上。2.根据权利要求1所述的可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述外延片为p-i-n结构的以InP为基底的InGaAs红外探测器外延片。3.根据权利要求1或2所述的可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述N接触层的厚度在100nm以下。4.根据权利要求1所述的可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述的量子点滤光层通过胶状量子点阵列实现,所述胶状量子点阵列中包含多个区域,每一个区域作为一个量子点滤光器,同一个量子点滤光器的量子点结构、尺寸和材料组成相同,其中,所述量子点尺寸为1nm-50nm,但是不同于其他任意一个量子点滤光器。5.根据权利要求1或4所述的可见光至近红外集成的光谱探测器装置,其特征在于,所述胶状量子点阵列中含有多个量子点滤光器,排列在焦平面入光面上。6.一种可见光至近红外的单芯片集成的光谱探测器的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:步骤1:在InGaAs焦平面探测器的外延片生长中,原探测器主要结构不变,只将探测器的N接触层厚度控制在100nm以下,并在N接触层下方加入牺牲层;步骤2:沿用InGaAs光电探测器制备工艺,制备焦平面阵列,并完成与读出电路的倒扣;步骤3:在倒扣完...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐云,张林奥,白霖,陈华民,张九双,宋国峰,陈良惠,
申请(专利权)人:中国科学院半导体研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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