【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体成像，特别涉及一种上转换成像器件、上转换成像方法。
技术介绍
1、传统红外焦平面成像器件目前已经覆盖了从近红外到远红外的几乎整个红外波段，高性能的红外成像器件一般需要制冷工作，且波长越长，红外成像器件的工作温度越低，反复的升降温工作可能造成像元的失效。因此目前传统红外成像器件面临着成本高昂、良率较低、低温失效风险较大的问题。半导体上转换成像器件可以解决低温读出电路失效的问题，在大幅面成像方面更具被优势，但是已有的上转换成像器件面临着上转换效率较低，积分时间过长，从而导致成像速度过慢的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种上转换成像器件、上转换成像方法，基于表面微球结构，可以同时提升上转换器件一端的探测效率以及另一端的发光效率，实现上转换器件整体上转换效率提升，从而可以缩短成像器件的积分时间，提升上转换成像速率，进而提升上转换成像性能。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种上转换成像器件，包括：上转换器件和与所述上转换器件连接的成像器件；所述上转换器件靠近所述成像器件的一侧表面设置有微球结构；所述微球结构的表面作为发光面；
3、所述上转换器件，用于将第一图像信号转换为第二图像信号，并且将所述第二图像信号从所述发光面发出；所述第一图像信号的波长大于所述第二图像信号的波长；
4、所述成像器件，用于探测所述发光面发出的所述第二图像信号，并且根据所述第二图像信号进行图像复现。
5、可选的，所述上转换器件的发光面和所述成
6、或，所述上转换器件的发光面和所述成像器件的受光面通过光胶粘合连接；
7、或，所述上转换器件的发光面和所述成像器件的受光面通过光纤连接。
8、可选的，所述上转换器件是红外上转换器件；所述第一图像信号是红外图像信号；所述第二图像信号是近红外图像信号或可见光图像信号。
9、可选的，所述红外上转换器件包括红外探测器和与所述红外探测器连接的发光二极管；所述发光二极管背离所述红外探测器的一侧表面设置有所述微球结构；
10、所述红外探测器，用于接收和探测红外光子，将所述红外光子转换为光电子，使所述光电子在电场作用下迁移到所述发光二极管的激活区；
11、所述发光二极管，用于将迁移到所述激活区的所述光电子与所述激活区的空穴复合，产生近红外光子或可见光光子，且将所述近红外光子或所述可见光光子从所述发光面发出。
12、可选的，所述红外探测器是半导体量子阱红外探测器、碲镉汞红外探测器、锑化铟探测器、铟镓砷探测器、或inas/gasb二型超晶格探测器；
13、和/或，所述发光二极管是gaas基发光二极管或gan基发光二极管。
14、可选的，所述微球结构靠近所述成像器件的一侧表面设置有金属层，所述金属层的表面作为所述发光面；所述金属层对所述红外光子具有反射性，对所述近红外光子或所述可见光光子具有透过性。
15、可选的，所述微球结构具有预设尺寸，且按照预设周期排布，使所述红外光子在所述红外探测器内部按照预设方式排布。
16、可选的，所述成像器件是硅基成像器件；所述硅基成像器件是硅基ccd器件或硅基cmos器件。
17、为实现上述目的，本申请还提供了一种上转换成像方法，包括：
18、通过上转换器件将第一图像信号转换为第二图像信号，并且将所述第二图像信号从所述上转换器件的发光面发出；所述上转换器件靠近成像器件的一侧表面设置有微球结构；所述微球结构的表面作为所述发光面；所述第一图像信号的波长大于所述第二图像信号的波长；
19、通过与所述上转换器件连接的成像器件探测所述发光面发出的所述第二图像信号，并且根据所述第二图像信号进行图像复现。
20、显然，本申请提供的一种上转换成像器件，在上转换器件的发光面添加微球结构，一方面可以大大地降低上转换器件内部光出射的全反射限制，大幅提升上转换器件的发光效率；另一方面，经过合适设计的表面微球结构还可以改变上转换器件内部的光场分布，增强上转换器件的探测效率。通过同时提升上转换器件一端的探测效率以及另一端的发光效率，实现上转换器件整体上转换效率提升，从而可以缩短成像器件的积分时间，提升上转换成像速率，进而提升上转换成像性能。与现有技术相比，具有以下优点：
21、1.与传统的上转换成像器件相比较，本申请拥有更高的上转换效率，成像器件积分时间大幅缩短，成像速度大幅提升；
22、2.与传统的红外焦平面成像器件相比较，本专利技术的基于表面微球结构增强的大幅面上转换成像器件无需制备分离像元，也无需制备读出电路，可以大大降低器件制备集成的难度与成本。
23、本申请还提供一种上转换成像方法，具有上述有益效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种上转换成像器件，其特征在于，包括：上转换器件和与所述上转换器件连接的成像器件；所述上转换器件靠近所述成像器件的一侧表面设置有微球结构；所述微球结构的表面作为发光面；
2.根据权利要求1所述的上转换成像器件，其特征在于，所述上转换器件的发光面和所述成像器件的受光面键合连接；
3.根据权利要求1所述的上转换成像器件，其特征在于，所述上转换器件是红外上转换器件；所述第一图像信号是红外图像信号；所述第二图像信号是近红外图像信号或可见光图像信号。
4.根据权利要求3所述的上转换成像器件，其特征在于，所述红外上转换器件包括红外探测器和与所述红外探测器连接的发光二极管；所述发光二极管背离所述红外探测器的一侧表面设置有所述微球结构；
5.根据权利要求4所述的上转换成像器件，其特征在于，所述红外探测器是半导体量子阱红外探测器、碲镉汞红外探测器、锑化铟探测器、铟镓砷探测器、或InAs/GaSb二型超晶格探测器；
6.根据权利要求4所述的上转换成像器件，其特征在于，所述微球结构靠近所述成像器件的一侧表面设置有金属层，所述金属层的表面作
7.根据权利要求4所述的上转换成像器件，其特征在于，所述微球结构具有预设尺寸，且按照预设周期排布，使所述红外光子在所述红外探测器内部按照预设方式排布。
8.根据权利要求1所述的上转换成像器件，其特征在于，所述成像器件是硅基成像器件；所述硅基成像器件是硅基CCD器件或硅基CMOS器件。
9.一种上转换成像方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种上转换成像器件，其特征在于，包括：上转换器件和与所述上转换器件连接的成像器件；所述上转换器件靠近所述成像器件的一侧表面设置有微球结构；所述微球结构的表面作为发光面；
2.根据权利要求1所述的上转换成像器件，其特征在于，所述上转换器件的发光面和所述成像器件的受光面键合连接；
3.根据权利要求1所述的上转换成像器件，其特征在于，所述上转换器件是红外上转换器件；所述第一图像信号是红外图像信号；所述第二图像信号是近红外图像信号或可见光图像信号。
4.根据权利要求3所述的上转换成像器件，其特征在于，所述红外上转换器件包括红外探测器和与所述红外探测器连接的发光二极管；所述发光二极管背离所述红外探测器的一侧表面设置有所述微球结构；
5.根据权利要求4所述的上转换成像器件，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：白鹏，韩尚杰，王屹，楚卫东，杨宁，王汉斌，
申请(专利权)人：北京应用物理与计算数学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。