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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 高通量纳米孔与离子通道信号的小波去噪

    摘要： 近期研究通过采用集成互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路，将固态纳米孔电导记录的噪声限制带宽提升至超过5 MHz，离子通道电导记录则超过500 kHz。尽管当采用正弦基函数时，这些记录所特有的脉冲状信号存在频谱展宽现象，但人们通常使用贝塞尔滤波器来降噪以获得可接受的信噪比（SNR），代价是损失许多更快的时间特征。在此，我们报道了采用小波降噪而非贝塞尔滤波所能实现的SNR改进。当与最先进的高带宽CMOS记录仪器结合使用时，与2.5 MHz贝塞尔滤波器相比，我们能将基线噪声水平降低四倍以上，同时保留与该滤波器带宽相当的信号瞬态特性。同样地，对于离子通道记录，我们实现了优于100 kHz贝塞尔滤波器的时间响应，且噪声水平与25 kHz贝塞尔滤波器相当。SNR的提升可用于对这些记录进行稳健的统计分析，这可能为纳米孔易位动力学和离子通道功能机制提供重要见解。

    关键词： 离子通道、纳米孔、互补金属氧化物半导体（CMOS）、小波、去噪、信噪比（SNR）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018 AEIT国际年会 - 意大利巴里（2018.10.3-2018.10.5）] 2018年AEIT国际年会 - 作为太赫兹探测器的固态整流器

    摘要： 我们提出了一种新型固态整流器，与CMOS集成电路兼容，适用于室温下太赫兹辐射的直接转换。该结构构建了一个整流天线，由平面螺旋挤压而成的截头圆锥螺旋体构成，并在一端连接纳米级金属晶须。该晶须延伸至MOS-FET晶体管的栅极。通过栅极下方产生的等离子体波自混频效应实现整流功能。本方案易于与现有成像系统集成，无需采用成本高昂的极小技术节点——因为等离子体波不受栅极尺寸影响。其余电子元件仅需提供必要的集成读出电路。文中给出了自混频过程的理论解释及显示直流电势产生的TCAD仿真结果，并额外展示双势垒整流器结构作为对比探测器。

    关键词： 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOS-FET）、整流天线（rectenna）、图像探测器、互补金属氧化物半导体（CMOS）、太赫兹天线（THz antennas）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 嵌入式多晶硅光栅反射器的背照式CMOS光电二极管

    摘要： 在本研究中，我们探究了用多晶硅光栅替代金属镜作为薄型背照式互补金属氧化物半导体光电二极管（BSI CPDs）紧凑型光学背反射器的可行性。多晶硅光栅反射器独特的反射特性可在极小区域（12平方微米）内实现——即BSI CPDs的接触通孔之间。该方案对波长超过100纳米的TE偏振光实现了高光学反射率，同时提升了近红外波长的响应度。结果表明：在980纳米波长下，这种BSI CPDs能以偏振相关方式（ITE/ITM=1.148）使光电流增强1.45倍。

    关键词： 互补金属氧化物半导体（CMOS）、背照式光电二极管、多晶硅光栅反射器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于SPAD的激光雷达传感器中通过自适应光子符合检测实现背景光抑制

    摘要： 基于硅单光子雪崩二极管（SPAD）的光探测与测距（LiDAR）系统具有多重优势：可集成芯片系统实现探测器与专用电路的共集成，依托成熟的CMOS技术带来低成本和高耐用性。然而在高级驾驶辅助系统或自动驾驶等户外应用中，由于红外波段波长范围受限，硅基探测器易受强环境光干扰。本文提出一种通过自适应调节光子符合探测来抑制背景光并同步拓展动态范围的新方法。传统固定参数符合探测的显著缺陷是导致事件率动态范围增大，仅能在特定目标反射率下获得良好测量性能。为突破这一限制，我们研发了自适应光子符合探测技术——该技术根据实测背景光强度动态调整符合探测参数，既降低事件率动态范围，又能感知高动态场景。我们展示了采用该技术的192×2像素CMOS SPAD激光雷达传感器及配套户外实测数据，其中自适应光子符合探测使可测目标反射率的动态范围提升超过40分贝。

    关键词： 片上系统（SoC）、单光子雪崩二极管（SPAD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、激光雷达（LiDAR）、飞行时间（TOF）、背景光抑制

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种采用180纳米SOI CMOS工艺的片上线圈双模射频能量收集系统，适用于毫米级生物医学植入物

    摘要： 本文提出了一种适用于毫米级生物医学植入体的双模能量采集系统，该系统对无线链路参数和负载变化具有免疫性。设计包含多级全波整流器、电源管理单元和低压差稳压器。根据接收的射频功率水平和负载需求，能量传输以连续模式或占空比模式进行。该系统采用180纳米绝缘体上硅（SOI）CMOS工艺制造，含片上线圈在内的有源面积为2.56平方毫米。通过10毫米空气间隙，以434兆赫兹频率从2×2平方厘米的线圈向芯片传输射频能量。所设计的无线链路效率（即外部线圈到片上线圈的功率传输效率）在10毫米空气间隙下最高可达0.68%（-21.7分贝）。当发射射频功率保持在24分贝毫瓦以下时，系统可持续为大于20千欧的电阻负载提供1.08伏直流电压。当采集能量不足以持续驱动负载时，系统切换至占空比模式。测量结果表明，在15分贝毫瓦发射功率水平下，系统能以占空比模式驱动1千欧负载。

    关键词： 电压整流器、毫米级植入物、电源管理、片上线圈、互补金属氧化物半导体（CMOS）、整流天线、低压差（LDO）稳压器、无线电能传输（WPT）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 在200毫米CMOS试验线上批量制造量子级联激光器

    摘要： 量子级联激光器的制造成本仍是该技术在化学传感领域应用的主要瓶颈。基于CMOS技术在硅衬底上集成中红外光源，为大规模低成本生产铺平了道路。此外，采用硅基制造平台可实现量子级联激光器中红外光源与锗硅基波导的协同集成，从而打造完全集成于平面衬底的光学传感器。本文报道了我们在200毫米CMOS试验线上采用顶部金属光栅方案制备的7.4微米分布式反馈量子级联激光器（DFB-QCL）及其特性表征。这些激光器具有2.5千安/平方厘米的阈值电流密度和0.16厘米?1的线宽，且制造良品率较高。该方法为硅芯片级中红外光谱仪的实现奠定了基础。

    关键词： 中红外光源、分布反馈量子级联激光器（DFB-QCL）光源、硅衬底、互补金属氧化物半导体（CMOS）技术、量子级联激光器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用氮化镓场效应晶体管的92.5%平均功率效率全集成浮动降压准谐振LED驱动器

    摘要： LED具有极高的能效，其使用寿命也远超其他现有照明技术。为推动新一代LED器件发展，需分析通过提高集成度来增强照明设备功率效率的方法。本文提出一种全芯片集成的LED驱动器设计方案，采用氮化镓(GaN)器件与BCD电路异质集成的方式实现。随后将该设计与传统的全板载集成（功率器件与LED驱动集成电路分离）方案进行性能对比。实验结果表明：在4.5-5.5V输入电压范围内，全芯片集成LED驱动器的功率效率始终高于全板载设计，其中芯片方案较板载方案的最高效率提升达18%。

    关键词： 全芯片集成、氮化镓（GaN）、浮动降压转换器、互补金属氧化物半导体（CMOS）、准谐振、集成LED驱动器、异质集成

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2018年IEEE光子学会议(IPC) - 美国弗吉尼亚州雷斯顿(2018.9.30-2018.10.4)] 2018年IEEE光子学会议(IPC) - 用于C波段连续谱生成的无裂纹绝缘体上氮化硅非线性电路

    摘要： 我们报道了绝缘体上氮化硅非线性光子电路的制备与测试，该电路可与基于硅的光电子器件实现互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的单片共集成。特别地，我们开发了一种工艺来制备低损耗、无裂纹的730纳米厚Si3N4薄膜，用于基于克尔效应的非线性功能，并且该工艺与现有硅光子学和前端硅光电子学完全兼容。实验证据表明，基于这种无裂纹氮化硅薄膜的2.1厘米长纳米线能够通过自相位调制产生覆盖1515-1575纳米波段的频率连续谱。这项工作为研制时间稳定、功率高效的基于克尔效应的宽带光源铺平了道路，该光源与CMOS生产线上的硅光子集成电路具有完全的工艺兼容性。

    关键词： 频率连续体、光子集成电路（PICs）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、非线性光学、绝缘体上氮化硅（SiNOI）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 无人机自主路径规划实现大规模光伏电站精准监测

    摘要： 本文提出了一种工作在3.6 GHz的低噪声小数分频数字锁相环(PLL)，实现了低带内相位噪声。采用一种具有0.8皮秒分辨率的10位时间数字转换器(TDC)、低功耗小面积的电荷泵和逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR-ADC)进行相位检测。通过设计的构建?？榻饩隽薚DC的延迟问题。采用双环最小均方(LMS)校准技术降低了小数杂散。提出了一种无电感电容(LC)数字控制振荡器(DCO)，无需使用MOS变容管，通过桥接电容技术将频率分辨率提高到7 kHz（或单位可变电容为2.6 aF）。采用65 nm CMOS工艺制作了原型芯片，在50 MHz参考频率下，其有源面积为0.38 mm2，功耗为9.7 mW。在1至5 MHz环路带宽下，实测带内相位噪声为107.8 dBc/Hz至110.0 dBc/Hz。

    关键词： 数控振荡器（DCO）、最小均方（LMS）、数字锁相环（PLL）、时间数字转换器（TDC）、逐次逼近寄存器型模数转换器（SAR-ADC）、频率合成器、互补金属氧化物半导体（CMOS）、亚皮秒分辨率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2018年第19届青年专家微/纳米技术与电子器件国际会议(EDM) - 俄罗斯阿尔泰共和国埃尔拉戈尔(2018.6.29-2018.7.3)] 2018年第19届青年专家微/纳米技术与电子器件国际会议(EDM) - 集成电路芯片裸片与印刷电路板互连的接口模型

    摘要： 本研究展示了高频集成电路封装研究过程中获得的结果。文中描述了集成电路芯片与印刷电路板之间的界面，并对其内部结构进行了开发：包括芯片上的接触焊盘、键合线和芯片输出端。作为所开发方法的一个实例，展示了该界面效应对器件开发及特性的影响——以GPS接收器测试芯片中的低噪声放大器模块为例。

    关键词： 低噪声放大器（LNA）、全球定位系统（GPS）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、芯片封装、噪声系数（Noise Figure）

    更新于2025-09-23 05:09:49