基于石墨烯/硅光电探测器的宽光谱单像素成像系统研究

发布时间：2025-05-27 04:53

　　宽光谱探测器和宽光谱成像技术作为现代光电技术中的重要组成部分,其发展历程充分体现了人类对自然界深入观察与理解的不断追求,如今已被广泛应用于遥感检测、农业监测、矿物探查、医疗诊断等一系列领域。由于石墨烯/硅(Gr/Si)光电探测器具有宽光谱探测、高灵敏度和高响应速度等优势,在成像领域具有广阔的应用前景。 本文主要研究内容为基于石墨烯/硅光电探测器的宽光谱单像素成像系统的研究,包括:基于石墨烯/硅光电探测器的紫外-可见-近红外的宽光谱单像素成像系统、X射线单像素成像系统以及多光谱单像素成像系统。单像素成像为新型宽光谱光电探测器提供了一种低成本且高效的成像方案,通过以时间换空间的方式,解决新型宽光谱传感器阵列制备难度大、均一性不可控的问题,提高图像的成像效率和重建质量。本文主要研究工作如下: (1)制备化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)石墨烯/硅和宏观组装石墨烯(Macroscopic Assembled Graphene Nanofilm,MAG)/硅光电探测器并测试和分析了其特性,基于此提出了一种基于石墨烯/硅光电探测器的宽光谱单像素成像系统并完成...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 宽光谱光电探测器研究现状
    1.3 宽光谱单像素成像的研究现状
    1.4 本文研究意义
    1.5 本文主要研究内容与章节安排
第2章 石墨烯/硅肖特基光电探测器
    2.1 石墨烯/硅肖特基光电探测器的研究现状
    2.2 石墨烯/硅肖特基光电探测器的结构与工作原理
        2.2.1 单层石墨烯/硅光电探测器
        2.2.2 多层石墨烯/硅光电探测器
    2.3 石墨烯/硅肖特基光电探测器的制备
    2.4 石墨烯/硅肖特基光电探测器的性能测试
        2.4.1 测试设备仪器
        2.4.2 器件性能测试结果
    2.5 石墨烯/硅光电探测器的单点扫描成像
        2.5.1 透射式成像系统
        2.5.2 反射式成像系统
    2.6 本章小结
第3章 石墨烯/硅光电探测器的单像素成像系统
    3.1 单像素成像原理
        3.1.1 前向模型
        3.1.2 调制编码
        3.1.3 重建算法
    3.2 单像素成像系统的搭建
    3.3 基于图像全变分的迭代阈值收缩算法
    3.4 改进的 ISTA-Net 图像重建算法
    3.5 单像素图像重建结果分析
    3.6 本章小结
第4章 石墨烯/硅光电探测器的X射线单像素成像
    4.1 背景介绍
    4.2 X射线单像素成像系统
    4.3 基于 ISTA-TV 的 X 射线单像素图像重建
    4.4 基于卷积神经网络的X射线单像素图像重建
    4.5 本章小结
第5章 多光谱单像素成像系统
    5.1 多光谱成像
    5.2 基于扫频激光器的多光谱单像素成像系统
        5.2.1 成像系统
        5.2.2 数学前向模型与重建算法
        5.2.3 仿真重建结果
    5.3 多光谱单像素成像的系统搭建及结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献



本文编号：4047544