单拍CMOS光谱传感器：微型化技术新突破

"这篇论文介绍了一种用于可见光谱（波长400-700纳米）的紧凑型单拍互补金属氧化物半导体（CMOS）光谱传感器。该传感器由两维硅氮化物基的光子晶体（PC）薄板与CMOS光探测器组成，采用一步光刻工艺制造，并适合集成到CMOS图像传感器中。其小尺寸仅为300微米×350微米，能够成功测量400-700纳米范围内的光谱，最佳分辨率可达1纳米。" 文章详细讨论了一个创新的光谱传感技术，主要关注在可见光谱领域的应用。这个传感器的核心是采用两维硅氮化物基的光子晶体薄板，这种结构被设计在CMOS光探测器的顶部。光子晶体是通过一次光刻工艺制造的，这使得它非常适合与CMOS图像传感器进行单片集成，大大提高了制造效率和成本效益。 光子晶体是一种具有周期性结构的材料，这种结构能控制光的行为，包括反射、折射和吸收。在这个应用中，光子晶体薄板被用来分光，即分离不同波长的光，从而实现对可见光谱的检测。由于这种传感器的小型化设计，它的尺寸仅为300微米乘以350微米，这使得它在便携式设备和空间有限的应用中具有巨大的潜力。 论文指出，该传感器已经能够在400-700纳米的波长范围内成功地测量光谱，并且在最佳情况下，它的分辨率可以达到1纳米。这是一个非常高的精度，意味着它可以区分非常接近的光谱特征，这对于各种科学和工程应用，如颜色识别、环境监测、生物医学成像和食品安全检测等都至关重要。 此外，研究者还提到传感器的尺寸可以进一步减小，以适应更紧凑的设备需求。这意味着这项技术有可能推动下一代微型光谱仪的发展，这些光谱仪可能集成在智能手机、无人机或物联网设备中，提供实时的环境和物质分析能力。 这篇论文提出的紧凑型CMOS光谱传感器代表了光电子学领域的一个重大进步，特别是在光谱分析技术的微型化和集成化方面。通过结合先进的光子晶体设计和CMOS制造工艺，该传感器有望开启新的应用领域，并对现有的光谱测量方法产生深远影响。