BLAZE?科學CCD相機的突破性技術極大地提高了近紅外量子效率，實現(xiàn)了卓越的定量光譜測量。BLAZE?科學CCD

Teledyne Princeton Instruments BLAZE傳感器，可在CCD平臺上提供超高的近紅外量子效率、超快的光譜速率和極深的熱電冷卻。較低的暗噪聲，結合低讀出噪聲電子器件的使用，提高了信噪比，并進一步提高了靈敏度。

BLAZE探測器的應用包括納米技術、2D材料、碳材料、生物傳感和生命科學。這些新一代相機使用拉曼光譜、光致發(fā)光光譜、熒光光譜以及顯微光譜和泵浦探測光譜等測量技術，為科學家提供了極致的性能。

簡介

基于各種背感光CCD結構的檢測系統(tǒng)是大多數(shù)光譜學應用的首選，因為這種可靠的傳感器技術能夠在整個UV-VIS-NIR波長范圍內(nèi)（從200 nm到1.1μm）提供最高的可用量子效率。

標準背照傳感器是通過化學蝕刻和拋光硅片（厚度僅為13μm）來制造的。當從傳感器背面照明時，可以檢測到近100%的入射光，因為它擊中外延硅層，而無需通過位于設備前部的門電路。

背照深耗盡CCD使用較厚的硅耗盡區(qū)（約40μm）來補償較長波長所需的較長吸收長度。在近紅外光譜中，量子效率隨著耗盡區(qū)厚度的增加而增加。因此，與標準背照CCD相比，背照深耗盡CCD在近紅外中具有更高的效率。

然而，需要注意的是，所有硅基CCD基本上無法檢測波長超過1.1μm的波長。Teledyne Princeton Instruments還提供線性或2D陣列格式的InGaAs探測器。這些設備在波長范圍約為850 nm至1.7μm（在增程器件上為2.2μm），但InGaAs是一種III-V化合物半導體，其暗電流確實高于硅，此類系統(tǒng)通常依靠液氮冷卻來提高信噪比。

在BLAZE問世之前，無論選擇使用哪種類型的CCD、InGaAs、CMOS、PMT或固態(tài)單點探測器，波長范圍從800 nm到1.0μm（俗稱“死亡谷”）的嚴重性能限制一直困擾著光譜學家。BLAZE相機通過在這一特殊波段提供更高的量子效率解決了長期存在的問題（見圖1）。

圖1：傳統(tǒng)CCD、InGaAs和BLAZE探測器QE曲線。在800 nm至1.0μm的所謂“死亡谷”中，傳統(tǒng)的CCD和InGaAs陣列的量子效率較低。BLAZE傳感器在這一范圍內(nèi)表現(xiàn)良好。

BLAZE光譜相機基于一種革命性的新型背照式深耗盡CCD傳感器。除了在800 nm到1100 nm之間提供比以前最好的探測器高3到7倍的靈敏度外，BLAZE傳感器在900 nm處提供95%的峰值量子效率（見圖2）。新傳感器采用1340×100或1340×400陣列格式，像素為20μm。

圖2：圖表顯示了在+25°C下測量的典型QE數(shù)據(jù)。兩種新型傳感器，HR傳感器和LD傳感器，為BLAZE用戶提供了無與倫比的光譜應用性能。請注意，BI傳感器是標準背光（非深耗盡）CCD，而Unichrome是Teledyne Princeton Instruments提供的紫外線增強涂層。

BLAZE HR傳感器（見圖3）是由高電阻率體硅制成的“超深耗盡”CCD，以實現(xiàn)任何硅器件中最高的近紅外量子效率。每個HR傳感器的硅耗盡區(qū)幾乎比傳統(tǒng)的深耗盡（NIR敏感）CCD厚4倍，使量子效率在1μm時比其他最好的深耗盡傳感器高出7倍。

圖3：背照式“超深耗盡”HR傳感器旨在為光譜CCD提供最高的近紅外量子效率。

HR傳感器的空間分辨率通過施加偏置電壓進行優(yōu)化，從而形成一個“完全耗盡”的硅區(qū)域，沒有電荷擴散。偏置電壓產(chǎn)生電場，將電荷推向正確的像素，并且不允許電荷遷移到相鄰像素。

BLAZE LD傳感器是為高靈敏度和極低暗電流設計的背感光深耗盡裝置（見圖4）。該設備以反向模式運行，向成像相位施加負電壓，并驅動每個相位反轉。由此產(chǎn)生的負電荷吸引了填充表面態(tài)的空穴，從而抑制了表面態(tài)中暗電流的產(chǎn)生。反向模式和深層熱電冷卻的使用將暗電流降低到0.0005 e-/pix/秒（典型值），使LD傳感器成為需要長集成時間的實驗的理想選擇。

圖4：BLAZE LD傳感器以反向模式工作，可獲得極低的暗電流，這使其非常適合微光光譜應用。

審核編輯黃宇