彩色滤光片的制备及性能

一、彩色滤光镜的制备和性能研究（论文文献综述）

蒋鸿阳^[1]（2019）在《基于DSP的拉曼光谱图像采集与处理系统》文中认为拉曼光谱分析法用于物质的检测,无需对样品进行预先处理,适用于固体、液体、气体以及任何混合形态的样品,同时还有非接触无损测量,操作简便,测定时间短,灵敏度高等优点,因此被广泛应用于物质的鉴别和结构分析等。但拉曼散射光强度通常只有激发光强度的10-6到10-12,远远低于瑞利散射光和外界杂散光等噪声,这对拉曼光谱系统的灵敏度和噪声抑制能力提出了很高的要求。目前小型便携式拉曼光谱仪多采用CCD或CMOS作为检测器,可以避免波长扫描过程方式,一次性获得全波段拉曼光谱图,但其灵敏度较之光电倍增管要低很多,很难满足微弱光谱信号检测所需的高灵敏度和信噪比要求,并且数据量更大,对处理器的性能的要求更高。本课题主要针对本研究所自主研发的小型便携式拉曼光谱仪LMGPY-290的拉曼光谱图像采集系统灵敏度不够高、曝光时间不够长、在近红外波段的光谱响应度低等问题进行改进,采用高灵敏度CMOS图像传感器研制新的拉曼光谱仪,设计和开发了基于DSP的拉曼光谱图像采集系统,从源头上提高拉曼光谱数据的可靠性,从而进一步提高拉曼光谱仪的性能。首先,设计了新的光谱图像采集系统,选择Sony星光级高灵敏度CMOS图像传感器和华为海思DSP,借助海思平台完成了图像采集系统的设计和开发,实现了参数的控制以及曝光时间的延长,提高了光谱图像采集系统的灵敏度与信噪比,拓展了光谱响应范围。然后,阐述了光谱仪的组成和原理,分析了分光系统的闪耀角、色散率等性能指标及其对光谱仪性能的影响,设计并搭建了一套小型便携式拉曼光谱仪,并完成了光谱仪的调试。其后,分析了光谱采集系统噪声的特点,采用时空累加算法、背景扣除、频数分布滤波等光谱处理方法,开发了基于Lab VIEW的拉曼光谱图像采集与数据处理软件系统,实现了拉曼光谱的实时处理和显示。最后,分别采用532nm和785nm的激光作为激发光进行了实验研究,并与本研究所自主研发的小型拉曼光谱仪LMGPY-290的实验结果进行对比分析,结果显示本课题改进后的拉曼光谱仪具有拉曼光谱图像噪声更小,信噪比更高,光谱曲线更加平滑,细节更加清楚的优势,实现了拉曼光谱仪性能的提高。

崔霜^[2]（2018）在《基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究》文中研究说明图像传感器作为现代视觉信息的重要获取途径,经历了从化学银盐胶片到今天的数字成像,可以实现信息的获取、存储、转换和视觉感知功能的扩展,能够给出直观、真实、层次多以及内容丰富的可视图像信息。CMOS图像传感器凭借高性能、低功耗、低成本、集成度高等明显的优势基本占据了整个同类产品的市场。对于一般的CMOS图像传感器,因其像素电路中感光元件的最大势阱容量的限制,只有70dB80dB的动态范围,远低于自然场景中180dB的动态范围,因此,动态范围过于狭窄是限制图像传感器发展的重要因素。本文针对图像传感器的动态范围做了如下研究:首先,本文对CMOS图像传感器进行了基础的研究,简要介绍了图像传感器的几种主要的性能参数指标,阐述了各参数对图像传感器成像质量的影响,并分析了各性能参数之间相互促进或相互制约的关系。介绍了影响图像传感器性能的几种主要噪声源,包括固定模式噪声和时域噪声,详细分析了各种噪声的产生原因和抑制及消除方法。对图像传感器的动态范围现状进行了分析,介绍了几种扩展动态范围的方法,主要包括:阱容量扩展、多次曝光、多探测器技术、对数响应及混合响应技术等,为了提高动态范围,设计者通常会大幅度的修改像素架构,添加许多额外的辅助电路,这势必会占用一定的芯片面积,增加电路的噪声,且或许会有各种各样的非理性因素对图像传感器其他性能产生制约和影响。其次,在分析现有的高动态范围成像技术的基础之上,本文创新的提出一种电荷补偿光电晶体管CCPT,并基于此电荷补偿技术共设计了两种像素结构,分别是基于3T像素架构和4T像素架构,并利用两种像素结构分别进行了图像传感器系统的设计。在传统3T像素架构基础上设计的CCPT的像素结构,只是比传统结构增加了一个P+掺杂区形成的补偿电压源。新的掺杂区形成了一个补偿二极管,其正极与外部可调的补偿电压源相接,负极与主光电二极管的负极相连,充当光电器件的输出节点,这样两个背靠背的二极管构成了一个光电晶体管结构。在入射光强较弱时或积分时间较短时,补偿二极管工作在反向偏置状态,相当于与主光电二极管并联,两者都作为普通的光电二极管工作在积分模式下,共同释放光生电荷,像素在弱光下具有良好的线性响应。随着积分时间的延长或光强的增强时,输出点电压逐渐降低,使得补偿二极管两端电压差逐渐超过其阈值电压,补偿二极管转向正向偏置状态。此后,补偿二极管不再产生光生电荷,而是向主光电二极管提供正电荷,抵消其产生的光生电荷,从而形成补偿机制,避免了像素输出过早饱。当补偿二极管产生的正向电流与主光电二极管产生的光生电荷达到一种平衡状态时,输出点电压将不再变动,且平衡点的大小只与光照强度有关,而与积分时间无关。理论上由于二极管的正向导通电流与输出电压呈指数关系,使得像素输出电压与光照强度呈对数模式,从而极大的扩展了动态范围。而基于4T像素架构所设计的CCPT的像素结构有相似的工作原理。这种设计结构同时结合了线性和对数两种工作模式的优点,弱光下与积分模式的传感器性能相同,具有良好的线性响应;强光下与光强呈对数响应,便于其探测更高的光强,其理论分析和仿真结果都证明此结构可以极大地扩展动态范围。再次,本文基于所设计的两种CCPT像素结构进行了图像传感器系统的设计,包括像素阵列设计、读出电路设计和时序驱动设计等。在读出电路设计中采样保持电路使用了相关双采样技术,可以有效地消除像素复位噪声和FPN噪声。在整体结构设计中,利用编码器直接选择某一个像素进行输出,这样的测试方法避免了传统测试方法为每个像素预留PAD,使得测试时更加便捷,同时又节省了芯片面积。在完成整体设计及版图绘制后,采用0.18μm标准商用CMOS工艺对所设计的图像传感器系统芯片进行了制造,分别制成了基于3T像素结构的芯片和基于4T像素结构的芯片。制成的芯片面积分别为4×4mm2和3×3mm2,像素分辨率分别为210×280和160×200,像素间距分别为为10μm和8μm,填充因子分别约为36%和31%。对制成的芯片进行了暗电流、光电响应特性、噪声等性能进行了测试与分析,测试结果表明,两种像素结构得到的动态范围分别为167dB和169dB。最后,针对像素输出的信号过于微弱满足不了后续处理电路对信号需求的问题,本文设计了一款应用于读出电路模拟前端的开关电容可变增益放大器。为了提高整个可变增益放大器系统的精度,作为核心电路的运算放大器采用了全差分两级结构来提高开环增益。为了保证系统的稳定性,运算放大器的增益带宽积可以随着VGA增益的变化而变化。误差校正DAC的引入可以补偿暗电流引起的误差,且误差校正DAC的补偿电压随VGA增益的增大而增加。利用xfab 0.18μm CMOS工艺进行流片。最后结果表明,在电源电压为3.3V的情况下,VGA电路功耗为65mW,增益动态范围为-3dB19 dB。在40MS/s的采样频率下,得到有效位数为14.9bit精度,信噪比达到了91.4dB,无杂散动态范围达到了97.9dB,误差校正范围为-507mV507mV,可以很好的实现对像素输出信号的放大功能和校正功能。

梁田静^[3]（2013）在《影响半导体照明光衰及色衰因素的研究》文中进行了进一步梳理发光二极管（light emitting diode，LED）是一种新型固体照明光源，具有发光效率高、功耗小、废弃物无汞污染等优点。尽管白光LED取代传统照明器件只是时间问题，但其目前仍存在器件寿命较短，显色性不好等问题。本课题通过研究封装材料，分析了散热对白光LED器件光衰的影响，并设计出一体化封装LED散热支架，改善了传统支架散热结构设计不合理等问题，延长了白光LED器件寿命。同时提出将红光有机材料应用于白光LED提高器件的显色指数。此外，对影响白光LED器件光衰及色衰等因素做了研究，为提高白光LED性能，延长寿命进一步奠定了理论基础。首先，研究了有机红光材料MEH-PPV对白光LED器件显色指数的影响。分别将质量分数为5%、10%、15%、20%的有机红光材料MEH-PPV混合加入YAG荧光粉中，用蓝光芯片激发混合荧光粉进行实验。实验表明： MEH-PPV可吸收黄绿光，在615nm附近辐射出较强红光，补充了白光LED光谱中缺失的红光成分，提高器件的显色指数。随着MEH-PPV混合质量分数不断增大，LED器件的显色指数先增大后减小。这是因为LED芯片发出的能量能够激发有机材料MEH-PPV的同时，MEH-PPV对荧光粉发出的绿光也有较强吸收。因此其所优选的一个最佳质量分数为15%时，器件的显色指数可达92。其次，为研究封装原物料对白光LED器件光衰的影响，分别进行不同荧光粉、芯片、固晶胶的光衰对比实验。实验表明：封装材料不同对LED器件的光衰有很大影响。封装材料受温度的影响较大，LED器件散热不良、温度过高会导致封装材料老化，使LED器件产生光衰。因此，解决LED器件的散热问题是减少光衰的重要途径。针对传统LED支架散热途径较长，散热环节较多等问题，以铝基板为基础设计出一体化集成封装的LED散热支架。该支架同时也是一个良好的散热器，将芯片直接封装在该支架上，可缩短散热环节，减少热沉。同时利用铝良好的导热性，提高了器件的热传导性和热对流特性。再次，研究大电流冲击对混合MEH-PPV的白光LED器件光衰及色衰的影响。在未加任何散热设备的情况下，使用700mA电流冲击LED器件。对冲击前后器件性能变化进行分析。对冲击前后器件性能变化的分析可得：在大电流冲击下，由于散热不完善，导致PN结到外部环境的热阻非常大，瞬间产生很高的温度导致LED芯片快速老化，并且使有机材料MEH-PPV分解，大量失效。但是对比冲击前后黄光波段的光谱几乎没有变化，说明虽然MEH-PPV可以提高器件的显色指数，但是稳定性远不如YAG荧光粉。最后，研究不同结温对白光LED光衰及色衰的影响。在一体化集成封装支架基础上，利用热电偶直接测量结温。实验表明：结温升高导致蓝光光谱发生红移，光谱辐射峰值下降，红光光谱发生蓝移。结温对LED器件光电性能有很大影响，是导致LED器件产生光衰及色衰的最主要原因。

毕长栋^[4]（2012）在《LED高效散热及配光技术研究》文中研究指明发光二极管（light emitting diode，LED）是一种新型的照明光源，它因为具有高效、环保、廉价等众多优点，而被认为是继白炽灯、荧光灯以及高强度放电灯之后的新一代用作照明的光源。随着其发光效率和应用技术的逐渐改善，大尺寸液晶电视的背光源部分、汽车、商业领域和工业中的照明已逐步成为LED的主要应用领域，而在技术不断进步以及应用领域不断变宽的同时，使用者对LED发光以及各项特性的要求也逐步提高，因此如何制备具有高性能的LED已经成为研究的一个热点。尽管LED技术如此快速发展，但仍有几方面因素制约着大功率LED的发展，其中散热问题以及配光问题就是重中之重，而配光方面的显色指数问题也急需改善。本文着力于研究大功率LED的散热以及显色指数问题，在散热方面，通过研究大功率LED无支架一体化封装技术，即将芯片直接封装到铝基板上，这样能将芯片产生的热量更加直接地传递到散热基板上，从而减少了其中其它散热环节，使热量传递更为有效，从而将热量更为高效地传递到周围空气中，以此来解决大功率LED一直存在的散热问题。在大功率LED的显色指数方面，本文通过将小分子有机材料DCJTB与YAG：Ce3+荧光粉分别以不同的质量分数（其中质量分数分别为0%、1%、3%、5%、10%）进行混合从而来研究大功率白光LED的发光性能，然后通过测试其发光光谱以及小分子有机材料DCJTB的吸收光谱来研究小分子有机材料DCJTB对大功率白光LED发光特性的影响。实验结果发现：在黄色YAG：Ce3+荧光粉中混合了不同质量分数小分子有机材料DCJTB的混合荧光粉可以对白光LED的发光特性很好地进行调节，并且存在一个使大功率白光LED显色指数较好的混合比例；而与此同时小分子有机材料DCJTB不但能够吸收LED蓝光芯片发出的能量，并且对YAG：Ce3+荧光粉的黄光及绿光部分有吸收作用。通过上述实验研究可以得出，小分子有机材料DCJTB可以显着提高大功率LED的显色指数，基于此，提出一种分层点荧光粉的概念，即先制备大功率蓝光、白光LED，然后涂敷小分子有机材料DCJTB，再对其点荧光粉，其中分别使小分子有机材料DCJTB混合在硅胶中的质量分数依此为0%、1%、2%、3%、5%、10%，然后继续通过测试其发光光谱来研究其发光方面的特性。实验研究结果发现：通过这种分层点荧光粉的方式不但可以提高大功率白光LED的发光特性，而且可以显着改善LED的显色指数，与此同时，通过这种采用分层点粉的方式，可以有效地避免小分子有机材料DCJTB对黄色YAG：Ce3+荧光粉中黄光及绿光部分的吸收作用。为了进一步研究有机薄膜层对大功率蓝光LED显色指数的影响，通过在玻璃基片上分别蒸镀有机小分子材料Alq3：C545T以及Alq3，再利用大功率蓝光LED分别照射有机薄膜层Alq3：C545T以及Alq3，然后测试其发光光谱的方法来研究Alq3：C545T对大功率蓝光LED发光性能的影响，并通过对一组Alq3：C545T与Alq3的对比实验来继续研究C545T在有机薄膜层中对Alq3在发光效率方面的重要作用。研究结果显示：大功率蓝光LED同样可以激发有机薄膜层Alq3：C545T并使其发出黄光以及绿光光谱，从而达到调节蓝光LED发光特性的效果，其中蓝光LED的光谱曲线逐渐向长波段移动，并且能够有效地提高大功率LED光效和光通量，同时有机材料C545T对Alq3发光性能方面具有重要影响，它可以显着增加黄光以及绿光区域的激发光谱峰值。通过采用旋转涂敷方式来制备有机材料MPPV薄膜层，其中MPPV薄膜层为MPPV：四氢呋喃溶液，其比例依次为25mg：1ml、50mg：1ml、100mg：1ml以及150mg：1ml。然后分别使用大功率蓝光以及白光LED照射激发MPPV有机薄膜层，依然通过测试其发光光谱从而来研究有机材料MPPV对大功率蓝光以及白光LED发光性能的影响。研究结果表明：蓝光LED、白光LED通过激发有机材料MPPV依然可以显着提高LED的显色指数及其发光性能。因此可以得出，有机材料MPPV不但能够吸收大功率LED发出的能量，并且对黄色YAG：Ce3+荧光粉的黄光及绿光区域几乎没有吸收作用。

杜泉,郭建军,刘备书^[5]（2001）在《彩色滤光镜的制备和性能研究》文中研究说明研究了彩色滤光镜的混合膜料选择、膜系设计、膜层均匀性和镀膜工艺。该套滤光镜的截止区透射率小于 4% ,通带区的平均透射率大于 6 5 %。它用于各种彩色技术中滤光 ,色彩还原好 ,具有成本低廉、均匀性好、镀制简便和适合于大批量生产的特点。

范红^[6]（2002）在《CMOS图像传感器在数码相机中的应用技术研究》文中研究说明本文对CMOS与CCD图像传感器的特点及其在数码相机中的应用进行了讨论。CMOS工艺是超大规模集成电路的主流工艺，集成度高，可以根据需要将多种功能集成在一块芯片上，单芯片就可以完成摄像机全部功能。CMOS图像传感器包括图像阵列逻辑寄存器、存储器、定时脉冲发生器和转换器在内的全部系统。与传统的CCD图像传感器相比，把整个图像系统集成在一块芯片上，不仅降低了功耗，而且具有重量轻、空间占有小以及总体价格低的优点。着重研究了CMOS图像传感器芯片的应用及其发展前景，并针对CMOS图像传感器的特点设计了一个完整的数码相机，包括硬件电路的整体设计和软件程序的总体设计。

程开富^[7]（2001）在《CMOS图象传感器的原理及应用》文中提出CMOS图象传感器是多功能、高性能的摄象器件。本文详细介绍了其工作原理及其在微型摄象机、数码相机、医学等方面的应用

二、彩色滤光镜的制备和性能研究（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、彩色滤光镜的制备和性能研究（论文提纲范文）

（1）基于DSP的拉曼光谱图像采集与处理系统（论文提纲范文）

（2）基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究（论文提纲范文）

（3）影响半导体照明光衰及色衰因素的研究（论文提纲范文）

（4）LED高效散热及配光技术研究（论文提纲范文）

（5）彩色滤光镜的制备和性能研究（论文提纲范文）

（6）CMOS图像传感器在数码相机中的应用技术研究（论文提纲范文）

（7）CMOS图象传感器的原理及应用（论文提纲范文）

四、彩色滤光镜的制备和性能研究（论文参考文献）

• [1]基于DSP的拉曼光谱图像采集与处理系统[D]. 蒋鸿阳. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
• [2]基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究[D]. 崔霜. 吉林大学, 2018(04)
• [3]影响半导体照明光衰及色衰因素的研究[D]. 梁田静. 陕西科技大学, 2013(S2)
• [4]LED高效散热及配光技术研究[D]. 毕长栋. 陕西科技大学, 2012(09)
• [5]彩色滤光镜的制备和性能研究[J]. 杜泉,郭建军,刘备书. 四川工业学院学报, 2001(04)
• [6]CMOS图像传感器在数码相机中的应用技术研究[D]. 范红. 长春理工大学, 2002(01)
• [7]CMOS图象传感器的原理及应用[J]. 程开富. 半导体情报, 2001(05)

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