10、纳米注入探测器成像与生物非线性光学显微镜技术

纳米注入探测器成像与生物非线性光学显微镜技术

1. 纳米注入单光子成像器

1.1 焦平面阵列红外相机的制造

在设计、制造和评估单个纳米注入探测器后，研究人员开始致力于纳米注入探测器阵列的研究，以形成焦平面阵列（FPA）红外相机。制造过程包括构建探测器阵列、在探测器和读出阵列上放置铟凸点，并使用铟凸点键合将它们集成在一起。
- 设计参数 ：选择构建320×240像素阵列，像素间距为30μm。选用了Indigo公司的现成读出集成电路（ROIC）ISC9705进行杂交。该ROIC为320×256像素，像素间距30μm，满阱容量为18×10⁶个电子，在全分辨率下每秒可处理多达346帧，在冷却并减小感兴趣区域时每秒可处理多达15,600帧。
- 探测器选择 ：选择了10μm钝化共振隧穿注入探测器，这是纳米注入技术的一种新变体。其有源层结构从顶部到底部依次为：200nm InP、5nm InAlAs、50nm GaAsSb、5nm InAlAs、1,000nm InGaAs。

1.2 共振隧穿纳米注入探测器的特性

这种探测器有两个薄的InAlAs层围绕着GaAsSb势垒/陷阱层，这改变了器件的主要传输模式，从热电子发射变为通过InAlAs层的量子隧穿。探测器在钝化下显示出低暗电流和局部响应，性能类似于基于PIN的成像器（即低暗电流、单位增益）。

1.3 共振隧穿纳米注入成像器的表征

将成像器放置在定制的可见/红外显微镜装置中，该装置同时作为激光束的准直器。使用波长为1.55μm的可调谐激光源作为调制光源，并可调节衰减。用校准的