全球首款宽光谱量子点CMOS图像传感器：覆盖X射线、可见光和短波红外波段
来源：MEMS
发布时间：2025-06-19
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据麦姆斯咨询报道，瑞士创新中心CSEM与荷兰深科技初创公司QDI Systems合作开发了据称是全球首款在CMOS平台上利用量子点（QD）直接将X射线转换为电子信号的图像传感器。
划片前的量子点CMOS图像传感器晶圆，展示了读出集成电路（ROIC）和测试结构
这种革命性的方法将实现紧凑、低成本且可扩展的宽光谱成像，覆盖了从X射线到可见光再到短波红外（SWIR）波段，其应用范围将从更安全的医疗诊断拓展到先进的工业检测和智能回收领域。
量子点是一种可吸收不同波长的纳米级半导体晶体，将它直接沉积在标准CMOS芯片上，实现了与当前智能手机相同的具有成本效益的图像传感器平台。
传统的CMOS图像传感器（左） vs. 量子点图像传感器（右）
这种直接光电转换设计，而无需使用笨重的闪烁体、复杂的混合键合或昂贵的InGaAs等材料，开创了一种轻便、经济的新型宽光谱量子点CMOS图像传感器。
安装在专用电路板上的量子点CMOS图像传感器照片
主要技术优势包括：
- 高空间分辨率的直接X射线探测
- 灵敏度范围覆盖400-1300 nm，包括可见光、近红外和短波红外波段
- 接近100%的填充系数，保持了像素密度和能效
让医疗更安全，让工业更智能
通过将量子点光电转换与大规模生产的CMOS技术相结合，该图像传感器在性能与经济性之间架起了一座桥梁，适用于那些成本高昂的先进成像领域。例如：
- 医疗保健：减少辐射剂量的便携式X射线设备和乳腺X射线成像系统
- 工业检测：飞机部件和机械的无损检测
- 农业与回收利用：用于作物健康监测和材料分类（例如塑料、织物、有机物）的短波红外成像
CSEM边缘人工智能和视觉系统组负责人Nadim Maamari表示：“这项创新是多光谱成像技术的重大变革。这是一个打破了成本和尺寸壁垒的量子点图像传感器平台，将尖端成像技术带入了过去无法负担的市场。”
据悉，QDI Systems于2019年成立，是由物理学家Artem Shulga博士从格罗宁根大学（University of Groningen）泽尼克先进材料研究所孵化而来。QDI Systems是全球首家将量子点技术应用于X射线和乳房X光检查等医学成像应用的公司，公司在2024年完成了500万欧元的A轮融资。
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