[发明专利]一种半导体光放大器及成像设备

说明书

本发明公开了一种半导体光放大器及成像设备，所述光放大器包括衬底，还包括：红色增益层、绿色增益层、蓝色增益层和与衬底及每个增益层对应的每个电极层；所述红色增益层、绿色增益层和蓝色增益层生长在所述衬底上；对应的所述每个电极层分别设置在所述衬底、红色增益层、绿色增益层和蓝色增益层上，且每个增益层的两侧为电极层。在本发明实施例中，对光信号中的红光、绿光和蓝光分别进行了光放大，并实现了彩色成像。

技术领域

本发明涉及可见光技术领域，尤其涉及一种半导体光放大器及成像设备。

背景技术

在住宅小区、写字楼、校园、高速公路等场合，夜间光照不足，又不可能大规模安装补光照明设施，此种场景下对摄像机的超低照度性能要求就比较高，由于常规型摄像机难以满足24小时连续监控的需求，为了得到较好的监控效果，就需要摄像机等摄像设备满足超低照度成像的要求。

现有技术中为了达到超低照度成像的效果，可以是使用EMCCD(ElectronMultiplying Charge Coupled Device，电子倍增的电感耦合器件)来完成，如图1所示为现有技术提供的一种EMCCD的结构示意图，EMCCD的成像区、存储区和读出寄存器使用传统CCD(Charge Coupled Device，电感耦合器件)的设计，只是在读出寄存器之后扩展了一段增益寄存器，增益寄存器后连接有电荷检测节点和读出放大器，增益寄存器上需要施加高电场，载流子在高电场作用下引发碰撞电离，从而产生新的载流子，高电场区域足够宽时，新产生的载流子能再次发生碰撞，再次产生新的载流子从而通过电信号的放大实现超低照度成像，此外通过级联多个增益寄存器，可以提供更高的模拟增益，例如Andor iXon888型号的EMCCD摄像机可以提供线性300倍以上的模拟增益。

现有技术提供的增益寄存器中的电荷转移的过程示意图如图2所示，图2中以一个倍增单元的载流子转移为例，Φ3和Φ1为由标准幅值时钟驱动(约10V)的两个电极，另一个电极被两个电极Φ2和Φdc所取代，Φ2加的电压比仅用于转移载流子的电压转移电荷所需的电压高很多，所以Φ2和Φdc间由于巨大的电压差，在Φ2和Φdc间产生巨大的电场强度使载流子在转移过程中发生碰撞，产生新的载流子，实现电信号的放大。

如图3所示为现有技术提供的一种微光夜视仪的结构示意图，图3中所示的微光夜视仪为一代像增强管，主要由光纤面板、光电阴极、电子倍增区域、和荧光屏组成，微光夜视仪利用安装在光纤面板上的光电阴极，把入射光信号转化成向外发射的电子，再利用其后高电场区域(电子倍增区域)进行电子倍增，电子倍增区域中的聚焦锥电极将电子聚焦并透射到荧光屏上，通过荧光屏进行电光转换来形成可见光图像。器件通过多级光电光转换以及电信号的倍增，最终实现入射光信号的放大，从而达到超低照度成像的目的。

虽然EMCCD和微光夜视仪都可以实现超低照度成像，但是它们的成像效果存在缺陷。例如，使用EMCCD来完成超低照度成像时，由于使用CCD作为感光单元，因此存在高光溢出这一CCD的固有缺陷。而微光夜视仪目前没有直接彩色成像方案。并且通过微光夜视仪中电子倍增区域来完成超低照度成像时，由于技术管制，目前可向民用出售的微光夜视仪的分辨率略低，只有50lp/mm(线对/毫米)左右，不能够满足彩色低照度成像的需求。

发明内容

本发明提供一种半导体光放大器及成像设备，用以实现彩色低照度成像。

本发明实施例中提供了一种半导体光放大器，包括衬底，所述半导体光放大器还包括：红色增益层、绿色增益层、蓝色增益层和与衬底及每个增益层对应的每个电极层；

所述红色增益层、绿色增益层和蓝色增益层生长在所述衬底上；

对应的所述每个电极层分别设置在所述衬底、红色增益层、绿色增益层和蓝色增益层上，且每个增益层的两侧为电极层。

进一步地，所述电极层为多孔结构；

所述红色增益层、绿色增益层和蓝色增益层生长在所述衬底上包括：