课题组提出一种近红外和可见光的双模式/双波段可调的有机光电探测器，其器件结构主要包括可见光吸收层、光学间隔层、近红外吸收层。研究发现，基于此结构的有机薄膜光电探测器具有近红外和可见光两种不同波段光响应的工作模式。在近红外光照射下，光电流从近红外吸收层产生，其工作原理是在负偏压下，有机薄膜层和阴极电极的界面发生陷阱导致的近红外光响应的载流子注入。而在可见光的照射下，光电流则从可见光吸收层产生，原理是在正偏压下，可见光响应的载流子注入发生在阳极电极和有

基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合虚拟增强现实（MR）技术、自动驾驶、物联网以及机器视觉等领域的飞速发展，对图像传感器的采集速度提出了更高的要求。传统基于“帧”扫描形式的CMOS 或 CCD 图像传感器较难满足高速运动物体的拍摄需求，若提高相机的图像采集帧率，则需要采用高性能且结构复杂的模数转换器，大量的图像会带来较大的数据冗余，此外，也会面临功耗高的问题。 相比于传统的光电和图像传感器，生物视网膜具有许多不可比拟的优势。视网膜中的光感受器可根据外界光强的变化自适应调节增益，能够感知超过 180dB 的光强范围。另外，视网膜基于事件驱动式的采集方式，仅输出场景中光强发生变化的信息，因而，能够滤除低频信息带来的冗余。在信号处理和传输上，采用异步通信的方式，通过神经节细胞将光强信息转换为时空脉冲信号，实现低功耗。 受到生物视网膜的启发，研究人员提出了基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄。该类传感器多采用对数像素电路作为光强探测单元，因其动态响应范围宽，可随机读取。然而，对数电路在弱光环境下灵敏度低，几乎没有光响应，即仍然无法模仿视网膜弱光下的高灵敏度，除此之外，其输出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影响，降低了图像质量。 我们提出了一种兼容 CMOS 工艺的光敏二极管体偏置场效应晶体管器件(PD- body biased MOSFET，简称 PD-MOS)，其结构图和等效电路如图 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向衬底偏置效应实现集成光强探测及信号放大于一体的光电器件。该器件可解决对数电路在弱光下灵敏度低的问题，并且提出了一种明暗传感器的方案以降低噪声。设计成像测试方案并搭建静态图像采集测试系统，实现静态显示，通过 MTALAB 进行图像恢复从而实现动态图像显示功能。   图 1 (a) PD-MOS 器件结构及其 (b) 等效电路图 经过商用 180nm CMOS 工艺流程制备后的器件概貌如图 2 所示，图 (a) 为三种不同像素设计的芯片实物图，从上至下分别为环形结构、条形结构及对数像素电路，将其中的环形结构在显微镜下放大观察可看到图 (b) 所示的形貌，图 (c) 为4个像素的显微图。   图 2 (a) PD-MOS 成像阵列芯片的实物图，(b) 环形结构芯片在显微镜下的放大图以及 (c) 环形结构像素放大图 上位机实时显示效果如图3所示，可以明显看出两根头发相交。子图 (a) 为暗态时的 100 帧平均灰度图，子图 (b) 为暗态时的曲面图，子图 (c) (e) (g) (i) 为光态下的图，子图 (d) (f) (h) (j) 为光态下的图像数据减去暗态下图像数据的降噪图，可以发现在30nw/cm2 辐照度下已经出现头发的轮廓，当辐照度继续增加，头发的轮廓越来越清晰，当辐照度达到 3mw/cm2，仍然可以看到头发的轮廓。   图 3 阵列芯片采集的图像 不同于传统计算机视觉系统的图像采集方式，生物视觉系统的成像由视野场景中发生的事件触发，且生物视网膜具有宽动态响应范围、超低功耗以及异步传输等特点，这为仿生视觉系统的研究提供了全新的思路。随着物联网、自动驾驶以及安防等领域的快速发展，它们对高速动态图像传感器的需求也日益提升。近些年，针对这些需求，研究人员提出了一种用于采集高速动态信息的类视网膜相机，成为了一大热点研究方向。类视网膜相机的工作原理模拟了生物视网膜事件驱动型的采集方式及异步型的传输模式，为动态视觉成像提供了硬件基础。综上，该类传感器的研究具有十分重要的科研意义和深远的经济价值。

短波红外(SWIR)光电探测器可探测1.0–3.0μm的光谱，可广泛应用于遥感、成像和自由空间通信等领域。传统的商用SWIR光电探测器主要依赖于HgCdTe或InAs/GaSb II–型超晶格和InGaAs/GaAsSb II–型量子阱，但是它们都存在一些瓶颈。譬如，HgCdTe半导体存在原料毒性和均匀性差、产率低等问题。而且，HgCdTe SWIR光电探测器必须在低温下工作才能抑制热噪声，以此获得较高的比探测率。此外，基于II

近日，清华大学航院、柔性电子技术研究中心冯雪教授课题组在《国家科学评论》（National Science Review）在线发表了题为“可抑制运动噪声的类皮肤可穿戴连续血压监测系统”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的论文，描述了课题组制备的一种柔性超薄光电传感器件与电路系统，能够自然贴附在人体皮肤上实现医学意义上的连续血压和血氧测量，并实时无线传输数据到智能设备终端。该系统利用类皮肤可延展传感技术建立了新型连续血压测量方案，为解决血压和血氧长期动态监测提供了一条新途径。同时，此类柔性可穿戴设备是远程医疗的重要突破，能够为远程监测提供医疗级硬件，解决精准医疗数据远程获取难题。 类皮肤连续血压监测系统示意图 心血管疾病及其相关并发症已经成为威胁人类生命和健康的重大隐患。根据世界卫生组织（WHO）估计，每年大约有1790万人死于心血管相关疾病，占全球死亡总数的31％。目前，最常用的血压测量方案为袖带加压法。该方法需要袖带捆绑在人体手腕或手臂处，测量过程不方便，也无法实现连续血压监测，影响个人的生活质量和自我监测长期依从性，在便利性及连续测量等关键问题上仍未突破。 类皮肤血压监测器件实物图 针对上述问题，冯雪教授课题组发展了基于光学原理的血压监测方案，利用生物兼容性材料制备了可以与人体自然共形贴附的光电系统。通过测量血液对不同波长的光波吸收情况，判断血液的容积和流速变化，从而测量出血氧和血压值。 冯雪课题组结合多年的力学研究基础和可延展柔性电子器件设计经验，通过虚功原理建立了专门应用于柔性光电子系统的血压测量模型，并提出了基于多波长测量的光路差分方法，用来抑制由人体活动等带来的噪声干扰，从而精确测量脉搏波播速，实现连续血压的精确监测并动态实时传输到智能终端。临床试验表明，与有创连续血压测量相比，该类皮肤血压监测系统测量的血压值绝对误差小于10 mmHg，具有重要的临床应用价值。 清华大学冯雪课题组长期致力于研究可延展／超柔性等超常规微器件与大规模集成技术，所发展的柔性电子技术应用于健康医疗、智能感知及重大装备，近年来在《科学进展》（Science Advances）、《先进材料》（Advanced Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力学和固体物理学期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊发表一系列高水平论文。 航院、柔性电子技术研究中心李海成博士为文章第一作者，冯雪教授为论文通讯作者，参与该工作的还有北京清华长庚医院许媛主任团队。该项研究得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家自然科学基金等的资助。

美智光电科技股份有限公司，是美的集团的企业成员伙伴，专注于照明及智能前装产品、方案设计、研发、生产和销售的高新技术企业，产品涵盖智能灯光、智能控制、智能安防及智能吊顶等，致力于成为以智能设备、智能场景和物联网为核心领先的智慧空间解决方案提供商，让科技服务舒适人居空间。 主营产品品类：智能照明、智能浴霸、智能门锁、智能开关面板、智能晾衣架等智能家居场景产品。 美智光电对产品生产及产品品质把控严苛，先后获得了环境管理体系认证、质量管理体系认证证书、职业健康安全管理体系认证三大体系认证，检测中心获得了CNAS认可实验室认可证书和中国标准化研究院能效标识管理中心授权LED照明产品认可企业实验室，主要产品获得了TÜV南德首个室内加热器类产品China Mark认证、CCC、CQC、CE、CB等国内外知名认证及德国红点奖、德国iF设计奖等专业大奖。

实验内容 1、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 2、测量普朗克常数 h； 3、测量光电管的伏安特性曲线

BCS-400电子背力计   BCS-400型电子背力计是根据《中国成年人体质测定标准》和《中国学生体质综合评价方法和标准》而设计生产，是用来测试人体运动能力的器材，该仪器具有测量数据准确、使用便捷的特点，可供体育、医卫、劳动、学校及科研等部门进行体质测定之用。   技术参数： 1、测量范围：0－40Kg 2、分度值：1Kg 3、示值误差：1/400F . S 4、电源：1节9V叠式电池 5、工作环境：0－40℃﹤90%RH，贮存温度：－10－50℃﹤75%RH 6、功能：背力峰值保持，开关清零，定时关机，过载指示。

FCS-10000电子肺活量测试仪   FCS-10000型电子肺活量计（电子肺活量测试仪）选用了压差型传感器，采用了微电脑技术，所测数据稳定、可靠，显示清晰，主要用于人体机能的测量，可供体育、医卫、劳动、学校、科研等部门及开展全民健身活动使用。   技术参数： ■ 量程：1-10000ML ■ 分度值：5ML ■ 精度：1%F.S ■ 电源：9V电池/直流供电 ■ 显示：4位液晶显示 ■ 按键：电源开关，清零功能

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