本發明涉及光譜儀,特別涉及一種感光元件及光譜儀。
背景技術:
1、光譜學研究能量和物質之間的相互作用。作為波長函數的一門科學,不同的化學元素有其不同的發射光譜特征,因此通過分析光譜即能推斷未知物質的化學成分,光譜也因此被視為物質的“指紋”。每一種元素都有它自己獨特的能級,當一個元素原子結合到一個分子中時,能級又會發生變化。因此,我們可以用光譜學來識別幾乎任何元素或化合物。
2、光譜儀器是利用光學色散原理及現代先進電子技術設計的光電儀器。它的基本作用是測量被研究光(所研究物質反射、吸收、散射或受激發的熒光等)的光譜特性,包括波長、強度等譜線特征。因此,光譜儀器應具有以下功能:
3、(1)分光:把被研究的光按一定波長或波數的分布規律在一定空間內分開;
4、(2)感光:將光信號轉換成易于測量的電信號,測量出相應各波長光的強度,進而得到光能量按波長的分布規律;
5、(3)繪譜線圖:把分開的光波及其強度按波長或波數的分布規律記錄保存或顯示出對應的光譜圖。
6、光譜儀通常由入射狹縫、色散元件、傳感器等組成,色散元件將入射的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,并在選定的波長上進行強度測定。這些光譜儀,需要大量光學元件、移動部件和較長的光程以達到分光的目的,也無法實現一次性光譜成像。隨著各行各業逐漸意識到光譜傳感的必要性,光譜儀對其性能、尺寸、成本和成像效率的要求日益提升,行業迫切需要一種便攜、集成、快速的光譜分析器件,能夠高效捕獲視場中所有點的光譜信息。
7、目前光譜儀器的感光元件大多使用傳統的cmos圖像傳感器,當探測的物質成分較少時,由于cmos圖像傳感器的靈敏度較低,很難識別物質成份,導致光譜儀的使用范圍受限。若提高cmos圖像傳感器的靈敏度,必將增大cmos圖像傳感器的面積,導致光譜儀的尺寸增加。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種感光元件及光譜儀,以現有光譜儀所存在的一個或多個問題。
2、為解決上述技術問題,本發明提供一種感光元件,所述感光元件包括:spad結構和低功耗邏輯結構,所述spad結構通過所述低功耗邏輯結構降低功耗。
3、可選的,在所述的感光元件中,所述低功耗邏輯結構和所述sotb結構鍵合于一體。
4、可選的,在所述的感光元件中,所述spad結構和所述低功耗邏輯結構通過硅通孔工藝鍵合于一體。
5、可選的,在所述的感光元件中,所述spad結構和所述低功耗邏輯結構通過銅-銅混合鍵合工藝鍵合于一體。
6、可選的,在所述的感光元件中,所述spad結構的工藝節點與所述低功耗邏輯結構的工藝節點相匹配。
7、可選的,在所述的感光元件中,所述spad結構的工藝節點為55nm或40nm。
8、可選的,在所述的感光元件中,所述低功耗邏輯結構的工藝節點為55nm。
9、可選的,在所述的感光元件中,所述低功耗邏輯結構包括sotb結構。
10、可選的,在所述的感光元件中,所述spad結構的工作電壓為0.75v。
11、本發明還提供一種光譜儀,所述光譜儀包括:如前任一項所述的感光元件。
12、綜上所述,本發明提供的感光元件及光譜儀中,所述感光元件包括:spad結構和低功耗邏輯結構,所述spad結構通過所述低功耗邏輯結構降低功耗。本發明提供的感光元件,通過spad結構提高感光元件的靈敏度,進一步的,通過低功耗邏輯結構來降低spad結構的功耗,如此,利用電池容量較小的電池即可對其供電,從而使得光譜儀整體面積能夠得以減小。
13、此外,低功耗邏輯結構進一步可采用sotb結構,sotb結構使得spad結構無需電池供電即可運行,因此,可進一步減小光譜儀的面積。
1.一種感光元件,其特征在于,所述感光元件包括:spad結構和低功耗邏輯結構,所述spad結構通過所述低功耗邏輯結構降低功耗。
2.如權利要求1所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構和所述低功耗邏輯結構鍵合于一體。
3.如權利要求2所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構和所述低功耗邏輯結構通過硅通孔工藝鍵合于一體。
4.如權利要求2所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構和所述低功耗邏輯結構通過銅-銅混合鍵合工藝鍵合于一體。
5.如權利要求1所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構的工藝節點與所述低功耗邏輯結構的工藝節點相匹配。
6.如權利要求5所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構的工藝節點為55nm或40nm。
7.如權利要求5所述的感光元件,其特征在于,所述低功耗邏輯結構的工藝節點為55nm。
8.如權利要求1~7任一項所述的感光元件,其特征在于,所述低功耗邏輯結構包括sotb結構。
9.如權利要求7所述的感光元件,其特征在于,所述spad結構的工作電壓為0.75v。
10.一種光譜儀,其特征在于,所述光譜儀包括:如權利要求1~9任一項所述的感光元件。