仿生光电探测器“看到”在颜色

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仿生光电探测器“看到”在颜色

太阳城网站网址实验室使用CMOS兼容铝片上颜色检测

休斯敦 - (2014年8月25日) - 莱斯大学的研究人员已经创造了一个CMOS兼容,仿生颜色光电探测器直接回应红色,绿色和蓝色光在几乎相同的方式对人眼一样。

研究人员在莱斯大学实验室对纳米光子学已经证明对于通过光放大器和滤色器直接整合成像素设计成像传感器的方法。信用:乙。郑/莱斯大学

新设备是由研究人员在水稻的实验室创造了纳米光子学(LANP),并在一个在线描述 新的研究 在杂志先进材料。它使用可以被添加到硅光电检测器与所述微型硅芯片行业的支柱技术“互补金属氧化物半导体,”或CMOS铝光栅。

常规光电探测器将光转换成电信号,但没有固有颜色灵敏度。以捕捉彩色图像,光电探测器制造商必须添加色彩滤镜,可以场景分成红,绿,蓝三色组成。这种颜色过滤是使用片电介质或染料的滤色器,其中在暴露降解于阳光,也可以是难以对准与成像传感器常用来完成。

“今天的颜色过滤机制往往涉及一些不CMOS兼容的材料,但这种新方法的优点以外的片上集成,说:” LANP主任 内奥米·哈拉斯,这项研究的首席科学家。 “这也更紧凑,更简单和更紧密地模仿的方式生物体‘看’的色彩。

内奥米·哈拉斯

仿生学是没有事故。颜色光电探测器是由于一百万$ 6 研究计划 由海军研究办公室资助的使用“超材料”,即模糊材料和机器之间的界限化合物旨在模仿皮肤头足类动物。

像章鱼和鱿鱼头足类动物是伪装大师,但他们也色盲。哈拉斯说,“鱿鱼皮”的科研团队,其中包括在伍兹霍尔海洋生物实验室,质量,海洋生物学家罗杰·汉伦和马里兰大学巴尔的摩大学的托马斯·克罗宁,犯罪嫌疑人是头足类可以通过皮肤直接检测颜色。

基于这个假设,LANP研究生鲍勃古筝,新的先进材料研究的主要作者,着手设计,可以检测彩色光的光子系统。

莱斯大学的新仿生彩色光电检测器使用铝光栅象从扫描型电子显微镜的一个此图像英寸在光栅的光滤波狭缝约100个纳米宽。信用:乙。郑/莱斯大学

“鲍勃创造了一个仿生探测器模仿我们所假设到鱿鱼皮“认为,“”哈拉斯说。 “这是一个可以发生在实验室中意外发现的一个很好的例子。在寻找答案,以一个具体的研究问题,鲍勃创造了一种装置,是更为实用和普遍适用的“。

筝的颜色光检测器使用带工程和等离子体激元光栅,梳状铝结构与平行狭缝的行的组合。使用电子束蒸发,这在CMOS的常见技术处理,筝沉积的薄铝层到具有超薄氧化物涂层突破的硅光检测器。

颜色选择是通过利用等离激元的光栅和光检测器的表面之间的干涉效应来执行。通过仔细调整氧化物厚度和宽度和狭缝间距,筝是能够优先直接不同颜色到硅光电检测器或反射回到自由空间。

金属纳米结构使用表面等离子体激元 - 即流动般划过金属表面的流体的电子波。光的特定波长的可激发的等离子体激元,并且LANP研究者经常创建设备,其中等离子体相互作用,有时与戏剧效果。

鲍勃·郑

“与电浆子光栅,你不仅得到颜色可调性,还可以提高近场,”郑说。 “近场相互作用的吸收增加的横截面,这意味着该光栅之类的作为自己的镜头。你得到的光漏斗这种成集中的区域。

“我们不仅使用光检测器作为放大器,我们也使用电浆彩色滤光片,以此来提高光的进入探测器的数量,”他说。

共同作者包括饭研究生裕民王彼得nordlander,物理学教授和天文学。这项研究是由海军研究办公室的支持下,国防的国家安全科学与工程学院奖学金计划的部门和罗伯特。韦尔奇的基础。

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高分辨率图像是可供下载:

//www.ilclawfirm.com/files/2014/08/0811_light-halas-lg.jpg
标题:内奥米·哈拉斯
信用:杰夫fitlow /莱斯大学

//www.ilclawfirm.com/files/2014/08/0811_light-zheng-lg.jpg
标题:鲍勃·郑
信用:杰夫fitlow /莱斯大学

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字幕:稻大学新仿生彩色光电检测器使用铝光栅象从扫描型电子显微镜的一个此图像英寸在光栅的光滤波狭缝约100个纳米宽。
信用:鲍勃郑/莱斯大学

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字幕:研究人员在莱斯大学实验室对纳米光子学已经证明对于通过光放大器和滤色器直接整合成像素设计成像传感器的方法。
信用:鲍勃郑/莱斯大学

先进材料纸的副本,请访问:
//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201401168/abstract

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关于玉博伊德

玉博伊德是科学编辑和公共事务的莱斯大学的办公室新闻和媒体关系的副主任。