人眼具有非常精細(xì)而獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)。其中,實(shí)現(xiàn)光電信號轉(zhuǎn)換的視網(wǎng)膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)在色彩識(shí)別和感知光線的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。視網(wǎng)膜中的視錐細(xì)胞通過其錐形形貌以及叢林狀的陣列,可實(shí)現(xiàn)高效的光吸收,并進(jìn)一步通過其中的不同的視蛋白將之轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的生物電信號,從而實(shí)現(xiàn)對紅、綠、藍(lán)三色識(shí)別功能。通過仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使用徑向節(jié)光電探測微納單元陣列,有望模擬人眼視網(wǎng)膜桿狀細(xì)胞的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高效光信號吸收和探測,并進(jìn)一步探索新的三原色探測機(jī)理和功能。在傳統(tǒng)的硅工藝中,電荷耦合器件（CCD）色彩探測實(shí)現(xiàn)模式中,需要在感光層上覆蓋一層濾波陣列才能實(shí)現(xiàn)對RGB三原色的選擇性識(shí)別。基于此器件結(jié)構(gòu),到目前為止,其集成度與分辨率都已經(jīng)逼近極限（1.43μm/像素）,而且受限于光波衍射效應(yīng)已經(jīng)很難再有突破。而利用仿生徑向結(jié)三維探測結(jié)構(gòu),可以運(yùn)用納米材料本身以及三維腔體模式的獨(dú)特選擇性光吸收特性,舍棄對附加濾波片的需求;另一方面,徑向結(jié)陣列中的單根納米線就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)全RGB三原色像素點(diǎn)的功能,可進(jìn)一步提高器件的集成密度�；诖嗽O(shè)想,本論文提出運(yùn)用非晶硅（a-Si）作為最為貼近可見光光譜范圍的吸收材料,在硅納米線陣列上制... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＣＣＤ三層結(jié)構(gòu)示意圖，從上到下，依次為微透鏡頭、分色鏡、ＣＣＤ??

眼睛是絕大部分生物接受光學(xué)信號以此產(chǎn)生反饋并在大腦內(nèi)產(chǎn)生視覺信息??的窗口。對于人類來說，眼睛是最重要的感覺器官之一，但同時(shí)，眼睛又是人體??最精細(xì)也最脆弱的部位。眼睛的示意圖如圖１．３，通常來講，眼睛的結(jié)構(gòu)都是球??狀的，中間是一層具有聚焦作用的膠狀物質(zhì)一晶狀體，晶狀體上覆蓋了一層可以??２??

等重要組成部分??人眼內(nèi)的色彩識(shí)別與光線感應(yīng)主要?dú)w功于視網(wǎng)膜內(nèi)的視錐細(xì)胞陣列［ｗ］，其??形貌結(jié)構(gòu)如圖１．４所示，這種細(xì)胞陣列呈錐形或圓柱形排布，形成一種叢林狀的??三維結(jié)構(gòu)排布。當(dāng)光線照射到細(xì)胞陣列時(shí)，這種三維的叢林結(jié)構(gòu)可以很好的將光??線陷在叢林中，從而實(shí)現(xiàn)很充分的光譜吸收，另一方面，每個(gè)單獨(dú)的視錐細(xì)胞都??可以作為一個(gè)像素點(diǎn)在人眼內(nèi)獨(dú)立工作，通過其內(nèi)包含的不同化學(xué)物質(zhì)，對不同??波段的光實(shí)現(xiàn)不同信號的輸出，實(shí)現(xiàn)人眼對多色光譜的吸收與區(qū)分［２，６“３］。這是??自然界在千百萬年的進(jìn)化中形成的一種卓越的識(shí)別方式，這種方式給我們在仿生??利用該結(jié)構(gòu)改進(jìn)多色傳感器上，引導(dǎo)了一條及其新穎而獨(dú)特的道路。這種啟發(fā)在??于，我們是否可以突破傳統(tǒng)的三層平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，拋開嚴(yán)重限制傳感器集成度??的濾波片


本文編號：3526900