光譜陣列傳感器的製作方法

2023-06-09 01:33:46 1

專利名稱：光譜陣列傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光電傳感器的製造。
目前對於光譜分布的測量主要是採用光柵分光，入射光照射到分光光柵上後，入射光中的某一光譜成分因幹涉相加在出射方向形成幹涉亮線，以光電轉換器件接收這一譜線能量，即可知入射光中這一光譜成分的含量。為測量全部光譜成分，需要機械掃描裝置帶動分光光柵轉動，隨著光柵的轉動，其它光譜成分依次產生幹涉亮線，得以測量。該測量過程不僅測量時間長，而且由於不可缺少的機械裝置，整個系統龐大，難以製成便攜儀器。
如今的窄帶幹涉濾光片製造技術已達很高水平，其光譜通帶寬度可以非常小，通常使用的窄帶濾光片的通帶寬度可為10nm，而濾光片中心波長從紫外到紅外都有，非常齊全。將其與另一成熟產品——陣列傳感器相結合，可以構成結構緊湊、使用方便的電掃描式光譜陣列傳感器。
本實用新型的目的是提供一種光譜陣列傳感器，它可以克服光譜測量方法中，測量時間長、系統複雜龐大的缺點。特別適用於包含光譜測量的儀器，如色度計和分光光度計等。
本實用新型是由一個窄帶濾光片簇和陣列傳感器構成，窄帶濾光片簇由一系列不同中心波長的窄帶濾光片順序排列而成，並與陣列傳感器的傳感元緊密結合，每一種中心波長的濾光片對應一個傳感元。這樣，陣列傳感器輸出的序列信號就對應了光譜各成分能量大小。
本實用新型參考附圖詳細說明如下

圖1是光譜陣列傳感器的構造整體示意圖，它是在通用的光敏感陣列傳感器上貼附一層窄帶濾光片簇而成；圖2是窄帶濾光片簇和陣列傳感元的對應關係圖；其中，1為窄帶濾光片簇，它是由10到100個不同中心波長的窄帶濾光片順序排列而成，如410nm，420nm，430nm......等等；2為通用光敏感陣列傳感器的矽晶片，陣列傳感器可以是電荷耦合器件(CCD)，也可是金屬氧化物半導體(CMOS)成象器件或者自掃描光電二極體陣列(SSPA)；可以是線陣，也可是面陣。各濾光片的通帶範圍互不重合，每一濾光片不小於傳感單元，需保證能夠完全覆蓋傳感元的感光區域。3為陣列傳感器玻璃窗，4為陣列傳感器基座。
窄帶濾光片簇1和陣列傳感器矽片2緊密相貼，每濾光片單元對應一個傳感元。該傳感器的信號讀出電路與構成它的原陣列傳感器完全相同，所輸出的序列信號相應為窄帶濾光片簇所決定的各光譜成分的能量大小。
本實用新型採用電掃描的光譜陣列傳感器測量光譜具有時間短，測量系統結構簡單、緊湊的特點，便於製成快速可攜式色度計或分光光度計等儀器。色度計和分光光度計中採用該光譜陣列傳感器，只需使入射光直接照射到傳感器的感光面上，經讀出電路輸出的序列信號就對應著輸入光中各光譜成分大小。測量時間就是陣列傳感器的讀出電掃描時間，一般為毫秒級，甚至微秒級。由於對各光譜成分的測量是由陣列傳感器的各個傳感元完成，所測得的信號以電路順序讀出，不再需要機械掃描裝置，因此可大大減小測量系統的體積，構成可攜式的快速測量儀。
權利要求1.一種光譜陣列傳感器，包括傳感器玻璃窗與傳感器基座，其特徵在於它是在通用的光敏感陣列傳感器上貼附一層窄帶濾光片簇構成；所說的窄帶濾光片簇是由一系列不同中心波長的窄帶濾光片順序排列而成，並與陣列傳感器的傳感元緊密結合，每一種中心波長的濾光片對應一個傳感元。
2.按照權利要求1所說的光譜陣列傳感器，其特徵在於所說的窄帶濾光片是10～100個。
3.按照權利要求1所說的光譜陣列傳感器，其特徵在於所說的陣列傳感器可以是電荷耦合器件、金屬氧化物半導體成象器件或者光電二極體陣列。
專利摘要本實用新型涉及光電傳感器的製造。採用成熟的窄帶濾波片和電掃描陣列傳感器製造技術,使陣列傳感器的傳感元陣列上覆蓋一層具有各種中心波長的窄帶濾波片簇,每一個傳感元對應一種中心波長的濾光片,從而形成一個電掃描的光譜分布陣列傳感器,無需機械掃描裝置和複雜的結構,該傳感器可在毫秒級時間內完成光譜分布的測量。該傳感器可用於所有與光譜分布測量有關的儀器,如分光光度計、色度計等,製成結構簡單小巧的快速測量儀。
文檔編號H01L49/00GK2382134SQ9920949
公開日2000年6月7日 申請日期1999年4月29日 優先權日1999年4月29日
發明者羅罡 申請人:羅罡