麦姆斯咨询 | 2023-06-30至2023-07-02 | 无锡新吴区

在本次培训课程中,麦姆斯咨询邀请单光子探测领域的科研学者及企业高管,为大家梳理单光子探测器发展之路,重点讲授单光子探测技术相关知识和经验,并结合应用领域分析技术优劣势。

主办单位:麦姆斯咨询


协办单位:上海传感信息科技有限公司


一、课程简介

单光子探测(Single-Photon Detection)是一项可实现对单个光子量级的光能量捕获和转换的技术,在量子信息(通信、计算和传感)、飞行时间(ToF)激光雷达、荧光寿命成像、拉曼光谱测量、正电子发射断层扫描(PET)、暗物质探测领域都起到重要的推动作用。这些领域对单光子探测器(SPD)具有更严格的工程要求,需要在光子探测效率(PDE)、暗计数率(DCR)、时间抖动(timing jitter)、死区时间(Dead time)等关键性能参数方面进行优化(权衡)设计。近些年,随着单光子探测器的性能和成熟度不断提升,其在从天文学、生命科学到智能手机、自动驾驶汽车等应用中的价值和影响与日俱增。


左图:单光子雪崩二极管(SPAD)原理图;右图:超导纳米线单光子探测器(SNSPD)原理图

左图:单光子雪崩二极管(SPAD)原理图(来源:Canon);右图:超导纳米线单光子探测器(SNSPD)原理图(来源:S. Kelley/NIST)


根据器件工作机理,单光子探测器主要有光电倍增管(PMT)、单光子雪崩二极管(SPAD)或盖革模式雪崩光电二极管(Gm-APD)、硅光电倍增管(SiPM)或多像素光子计数器(MPPC)、超导纳米线单光子探测器(SNSPD)、超导相变边缘单光子探测器(TES)、半导体上转换单光子探测器(UCD)等类型。PMT是历史最悠久、技术最成熟的单光子探测器;SPAD凭借体积小、成本低、功耗低、易与CMOS电路集成、易形成二维面阵等特点,成为手机、电脑、汽车等大众消费产品的首选;SNSPD具有探测效率高、时间精度高、探测速度快和暗计数率低等特点,从性能参数上来讲更接近理想的单光子探测器,但是其工作温度普遍较低,需要低温制冷系统,这大大提高了系统复杂度与应用成本。


汽车和手机中的SPAD(来源:灵明光子)

汽车和手机中的SPAD(来源:灵明光子)


回顾2020年,苹果发布的新款iPad Pro和iPhone 12 Pro Max集成了激光雷达扫描仪,其中集成了索尼(Sony)开发的3万像素SPAD阵列传感器。这是全球首次在平板电脑和智能手机中采用SPAD,标志着单光子探测器进入大批量商业化阶段。在汽车激光雷达方面,VCSEL+SPAD的纯固态架构也非常具有竞争力,有望在中短程测距方面成为主流解决方案。SPAD取得如此骄人的成绩源于CMOS制造工艺的助力,并借鉴了传统CMOS图像传感器的发展之路,通过背照式(BSI)、3D堆叠、电荷聚焦(Charge Focusing)等技术将SPAD阵列与处理电路进行大规模集成,从而实现更高的像素分辨率、更高的光子探测效率、更丰富的光子探测功能。


SPAD与处理电路集成示意图

SPAD与处理电路集成示意图(来源:DOI: 10.3389/fphy.2022.906671)


传统BSI SPAD阵列(左)vs. BSI电荷聚焦SPAD阵列(右)

传统BSI SPAD阵列(左)vs. BSI电荷聚焦SPAD阵列(右)(来源:Canon)


根据光谱响应范围,单光子探测器主要分为X射线探测器、紫外探测器、可见光探测器、红外探测器。在进行设计器件时,光谱响应范围需匹配半导体材料的禁带宽度(能带隙),即选择合适的光子吸收层材料,例如硅(Si)常用于可见光和近红外波段探测;锗(Ge)和铟镓砷(InGaAs)常用于近红外和短波红外波段探测;碲镉汞(HgCdTe)可覆盖整个红外波段探测;氮化镓(GaN)常用于紫外波段探测。此外,以零维材料(量子点)、一维材料(纳米线)、二维材料(石墨烯、过渡金属硫化物和黑磷)等为代表的低维材料也为单光子探测器的研究提供了新的思路。


禁带宽度 vs. 晶格常数,右侧坐标轴刻度值给出禁带宽度对应的光波长

禁带宽度 vs. 晶格常数,右侧坐标轴刻度值给出禁带宽度对应的光波长


我国于2017年7月启动国家重点研发计划“高性能单光子探测技术”项目,针对光量子信息和量子调控,特别是广域量子通信网络对高性能单光子探测器的需求,开展SNSPD、TES、InGaAs/InP APD以及UCD研究工作。该项目由中国科学院上海微系统与信息技术研究所牵头,南京大学、中国科学院紫金山天文台、中国科学技术大学联合承担,于2020年11月顺利完成目标任务,相关单光子探测器性能已取得部分突破,特别是高效率SNSPD和小型化InGaAs/InP APD方面成果已经达到了国际领先水平,并在应用演示方面取得了量子通信、光量子模拟、量子随机数和贝尔不等式验证等多项重大应用成果。


面向下一代量子卫星、深空激光通信等空间应用的高性能SNSPD

面向下一代量子卫星、深空激光通信等空间应用的高性能SNSPD(来源:SIMIT & TIPC)


在本次培训课程中,麦姆斯咨询邀请单光子探测领域的科研学者及企业高管,为大家梳理单光子探测器发展之路,重点讲授单光子探测技术相关知识和经验,并结合应用领域分析技术优劣势。课程内容包括:(1)单光子探测器研究现状与发展;(2)超导纳米线单光子探测器(SNSPD)及应用;(3)SPAD飞行时间(ToF)传感器综述:像素、电路、架构;(4)光子飞行时间(ToF)低功耗量化关键技术与阵列电路实现;(5)中红外单光子探测与成像;(6)SPAD阵列读出电路关键技术与发展趋势;(7)飞行时间(ToF)图像传感器技术及应用;(8)高精度脉冲式激光雷达接收芯片关键技术;(9)硅光电倍增管(SiPM)及ASIC芯片;(10)中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器;(11)基于CMOS工艺的APD及SPAD探测器设计与制造。


二、培训对象

本课程主要面向光电探测器产业链上下游企业的技术人员和管理人员,以及高校师生,同时也欢迎其他希望了解光电探测器及应用的非技术背景人员参加,如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。


三、培训时间

2023年6月30日~7月2日

授课结束后,为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。


四、培训地点

无锡市(具体地点以培训前一周的邮件通知为准)


五、课程内容

课程一:单光子探测器研究现状与发展

老师:西南技术物理研究所 研究员/电子科技大学 教授 宋海智

单光子探测器能够探测极微弱光信号,具有较高的灵敏度,在民用和国防领域都有广泛的应用。近年来,随着科学技术的飞速发展,在传统光电探测器件不断优化和改进的同时,其它新型光电探测器件也得到了极大发展且取得了重要技术成果。为深入了解单光子探测器的技术发展现状和趋势,本课程总结目前具有代表性的单光子探测器在研究现状、技术难点和最新技术突破等方面的关键信息,分析光电倍增管(PMT)和雪崩光电二极管(APD)等传统单光子探测器的优势与不足以及之后的技术发展方向,同时还讲解超导纳米线单光子探测器(SNSPD)和基于新型二维材料的APD等几类具有良好光电性能和巨大发展潜力的新型单光子探测器,并对其发展前景进行展望。

课程提纲:
1. 单光子探测技术概述:原理、种类和评价指标;
2. 光电倍增管(PMT);
3. 雪崩光电二极管(APD)/单光子雪崩二极管(SPAD)/硅光电倍增管(SiPM);
4. 超导纳米线单光子探测器(SNSPD);
5. 基于低维材料的APD;
6. 单光子探测技术展望。


课程二:超导纳米线单光子探测器(SNSPD)及应用

老师:南京大学 教授 张蜡宝

超导作为一种材料特有的属性,既是研究凝聚态物理的重要平台,也能被用于实现功能特异的各种电子学器件。超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种性能优异的光电探测器,处于偏置状态的纳米线吸收光子后产生阻态,从而影响了电路电流分布,通过低噪声放大器,读出电流变化所产生的光脉冲响应。SNSPD具有速度快、响应带宽宽、工作温度高、暗计数率低、时间抖动小等特点。通过薄膜优化,材料选择,结构优化等手段,目前报道的SNSPD在通信波段(1550 nm)已经获得了令人满意的探测效率,使得SNSPD在量子通讯、激光雷达、集成电路检测等应用中崭露头角。本课程详细剖析SNSPD,从工作机制到设计与制备,再到应用案例。

课程提纲:
1. 超导纳米线单光子探测器工作机制及理论模型;
2. 超导纳米线单光子探测器结构设计;
3. 超导纳米线单光子探测器材料与制备;
4. 超导纳米线单光子探测器封装与系统;
5. 超导纳米线单光子探测器主要性能指标;
6. 超导纳米线单光子探测器研究新进展;
7. 超导纳米线单光子探测器应用举例。


课程三:SPAD飞行时间(ToF)传感器综述:像素、电路、架构

老师:深圳市灵明光子科技有限公司 首席技术官 张超

单光子雪崩二极管(SPAD)是指工作电压高于击穿电压的APD,也称为盖革模式SPAD。SPAD以其高雪崩增益、快响应速度、低功耗等优点成为众多民用领域单光子探测的最佳选择。SPAD阵列与时间测量电路的集成,例如时间数字转换器(TDC)与时间门控电路,使得SPAD阵列在具备单光子探测能力的同时还能够精确测量光子的飞行时间(ToF),从而实现对高速物体的追踪或者是拓展成像的维度。在这类需要测量光子飞行时间的应用中,一般需要在SPAD阵列和高重频脉冲光源之间建立时序同步以确定光子飞行时间的计时基准。本课程从“像素、电路、架构”三个方面综述SPAD ToF传感器演进,并展望技术趋势。

课程提纲:
1. SPAD ToF传感器工作原理;
2. SPAD ToF传感器感光像素演进;
3. SPAD ToF传感器处理电路演进;
4. SPAD ToF传感器典型架构和案例分析;
5. SPAD ToF传感器未来展望。


课程四:光子飞行时间(ToF)低功耗量化关键技术与阵列电路实现

老师:东南大学 教授 吴金

光子飞行时间(ToF)测量电路是SPAD像素中的重要组成部分,决定了SPAD的时间探测性能。值得一提的是,即使不借助时间测量电路,一些工作在光子计数模式下的高速SPAD也能够以微秒(μs)级别的精度区分微弱光强的变化,但无法精确测量光子飞行时间。应用在SPAD像素中的精确光子飞行时间测量方案主要包括时间相关光子计数(TCSPC)技术以及时间门控(TG)技术。TCSPC能够以皮秒(ps)级别的精度测量光子的到达时间,但是需要较复杂的时间数字转换器(TDC)。本课程从数字计时读出电路理论出发,详细讲解SPAD ToF低功耗量化关键技术及TDC读出电路。

课程提纲:
1. 数字计时读出电路理论基础;
2. SPAD ToF低功耗量化关键技术;
3. 低抖动均匀分相时钟技术;
4. SPAD阵列TDC读出电路系统架构与检测方法;
5. 一种宽量程低功耗阵列TDC设计案例分析。


课程五:中红外单光子探测与成像

老师:华东师范大学 研究员 黄坤

中红外波段位于分子指纹光谱区,涵盖了地球大气多个透射窗口,实现中红外波段超灵敏探测与成像不仅推动着分子光谱学、空间天文学等基础研究发展,而且在红外遥感、污染监测、疾病诊断等方面有着重要应用。长期以来,如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外光子测控领域的国际研究热点。近年来,红外上转换探测技术备受关注,其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件,为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。本课程详解中红外单光子探测与成像技术及应用,介绍基于非线性空间编码的红外上转换单像素成像新方法——利用硅基单像元探测器实现了超灵敏中红外单光子成像。

课程提纲:
1. 中红外单光子探测技术概述;
2. 中红外上转换光子探测与分辨技术;
3. 超灵敏中红外单光子成像技术;
4. 单光子水平下中红外单像素成像技术;
5. 中红外上转换单光子相机及应用。


课程六:SPAD阵列读出电路关键技术与发展趋势

老师:东南大学 副教授 郑丽霞

近年来,SPAD在诸如激光雷达(LiDAR)、量子通信、荧光光谱分析等弱光探测领域得到了广泛应用。SPAD的各类应用需要检测传感信号的读出电路(ROIC)与之配套,以实现SPAD探测器雪崩信号的提取和处理。但是,大规模SPAD阵列导致的寄生效应、功耗、面积等问题越来越突出,严重影响成像质量,阵列型SPAD读出电路的设计面临很大的挑战。本课程首先阐述SPAD阵列ROIC设计的关键技术,然后分别从SPAD阵列接口电路设计、两种典型应用成像模式(光子计时、光子计数)中核心电路的设计方面,详细分析此类电路的关键技术以及此类电路的研究进展与存在的问题,最后分析SPAD阵列集成读出电路的发展趋势。

课程提纲:
1. SPAD阵列典型应用及读出电路要求;
2. SPAD阵列接口电路技术;
3. 基于光子飞行时间(ToF)测量的读出电路技术;
4. 基于光子计数的读出电路技术;
5. SPAD阵列ROIC发展趋势。


课程七:飞行时间(ToF)图像传感器技术及应用

老师:宁波飞芯电子科技有限公司 研发总监、首席技术官 张冰

飞行时间法(ToF)是3D传感与成像主流实现路径之一,按照探测模式的不同,可分为间接飞行时间法(iToF)与直接飞行时间法(dToF)。采用ToF焦平面阵列成像方式相比使用机械扫描方式,无需任何可动的部件,因此能够高速逐帧获取3D图像,在拍摄动态目标物体时,能够抑制3D图像的失真。那么iToF与dToF的工作原理、关键技术、应用场景存在哪些差异?未来哪种技术更有发展前景?ToF传感器芯片的主要衡量技术指标有哪些?本课程将从底层物理角度详细剖析,并结合最新应用案例(3D摄像头和激光雷达)来答疑解惑。

课程提纲:
1. ToF图像传感器工作原理:dToF vs. iToF;
2. 基于APD/SPAD的dToF图像传感器设计、制造、封测;
3. 基于CIS的iToF图像传感器设计、制造、封测;
4. dToF和iToF的共性技术;
5. ToF传感器模组关键技术;
6. 基于ToF图像传感器的3D摄像头与激光雷达。


课程八:高精度脉冲式激光雷达接收芯片关键技术

老师:中山大学 副教授 郭建平

激光雷达(LiDAR)是以光子飞行时间技术为核心的测距传感器,被视为智能机器人和自动驾驶系统实现周边物体探测的重要3D视觉解决方案。目前市场上的激光雷达电路系统大多采用分立元件和通用芯片来实现,不仅使得电路体积较大,也导致电路成本较高,甚至导致激光雷达在动态范围、噪声、测量精度和灵敏度等性能上受到影响。针对上述问题,本课程从专用集成电路(ASIC)设计的角度出发,剖析脉冲式激光雷达电路及其专用芯片,介绍学术界和产业界的激光雷达接收芯片现状及发展,并探讨相关技术的优化及创新解决方案。

课程提纲:
1. 脉冲式激光雷达电路与系统;
2. 跨阻放大器(TIA)芯片;
3. 时刻鉴别电路与高速比较器芯片;
4. 时间数字转换器(TDC)芯片;
5. 高精度脉冲式激光雷达ASIC设计。


课程九:硅光电倍增管(SiPM)及ASIC芯片

老师:杭州宇称电子技术有限公司 首席开发官 马宁

硅光电倍增管(SiPM)或称为多像素光子计数器(MPPC)是一种基于多元微通道技术的硅基固态电子倍增器件,其像素单元由多个工作在盖革模式下的雪崩光电二极管并联组成,可以用作光子计数器。相比传统的光电倍增管(PMT),SiPM具有动态范围大、光子探测效率高、对磁场不敏感、体积小、成本低、集成度高、工作电压低等特点,已经被应用于正电子发射断层扫描(PET)、高能物理学实验、激光光谱学、激光雷达等领域。本课程首先详解SiPM关键技术及SiPM探测器设计与制造,然后剖析SiPM配套的ASIC芯片,最后介绍SiPM典型应用。

课程提纲:
1. 硅光电倍增管(SiPM)技术概述;
2. SiPM电子学模型及读出电子学;
3. SiPM像素性能和物理特性;
4. SiPM探测器设计与制造;
5. SiPM高精度多通道信号处理ASIC芯片;
6. SiPM应用:ToF传感器/激光雷达、医用PET扫描仪。


课程十:中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器

老师:中科院上海技术物理研究所 副研究员 郭慧君

20世纪50年代末,碲镉汞(HgCdTe)合金半导体材料的发明,奠定了红外热成像的技术和工程应用基础。1975年,美国提出基于第一代红外探测器的热成像通用组件概念——“模块化通用夜视热瞄镜(MCTNS)”,从此HgCdTe材料及其探测器被大规模应用于军事领域。目前,HgCdTe探测器正在向多元化方向发展,包括(但不限于)大面阵、平面结和异质结、双波段、甚长波、APD探测器等。其中,HgCdTe APD探测器可用于低光子数红外探测、遥感、激光雷达等领域,特别是与0.9~4.3 μm红外激光结合,用于测量地形地貌、大气光谱、气体浓度等领域。本课程从器件工作原理出发,全面讲授HgCdTe APD探测器设计、制造、测试等关键技术,并对未来技术发展进行展望。

课程提纲:
1. 碲镉汞(HgCdTe)APD探测器工作原理;
2. 中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器设计与仿真;
3. 中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器制造工艺;
4. 中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器测试与表征;
5. 中波红外碲镉汞(HgCdTe)APD探测器技术展望。


课程十一:基于CMOS工艺的APD及SPAD探测器设计与制造

老师:中科院上海技术物理研究所 副研究员 程正喜

在成像应用领域,尤其是微光成像方面,基于标准CMOS工艺的线性雪崩光电二极管(APD)是一个非常有吸引力的研究方向。采用专门工艺可以制备出高性能的APD,但其器件工艺与CMOS工艺不兼容,器件工作需要片外电路,因此限制了器件的规模,并影响了系统的性能。而采用CMOS工艺制备的APD器件可以与CMOS电路进行单片集成,具有成本低、一致性好、功耗低、带宽高和噪声低等优点,并且在规模上具有可拓展性。相比APD,SPAD更容易利用CMOS工艺进行制造并形成大规模成像阵列。本课程首先介绍基于CMOS工艺的APD设计,包括基本结构、物理模型和掺杂浓度分布模型等,以及制造工艺流程,然后进一步讲解基于CMOS工艺的SPAD阵列探测器,最后展示APD及SPAD探测器典型应用。

课程提纲:
1. Si APD vs. InGaAs APD;
2. 基于CMOS工艺的APD设计;
3. 基于CMOS工艺的APD制造;
4. 基于CMOS工艺的SPAD阵列探测器设计与制造;
5. 基于CMOS工艺的APD及SPAD探测器典型应用。


六、师资介绍

宋海智,博士,现任西南技术物理研究所研究员、中国兵器首席科学家、国家特聘专家、电子科技大学教授和博士生导师。1990年南京大学物理学系本科毕业;1995年北京大学物理学系博士毕业;1995-1997年南京大学固体微结构国家重点实验室博士后,研究半导体光电材料;1997-1998年比利时鲁汶大学物理学系访问学者,研究非晶态半导体;1998-2001年日本筑波大学物理工学系助教,研究纳米光电材料;2001-2012年日本富士通研究所研究员/高级研究员,研究纳米材料、光电器件与量子技术;2012-2014年东京大学生产技术研究所,研究光电量子器件;2014年至今,任职于西南技术物理研究所和电子科技大学,研究单光子探测器件、低维及纳米材料、量子探测技术。近年主要研究成果:开发了1.3µm半导体量子点激光器产品,实现量产;研制了用于纯绿激光的1.06µm量子阱激光器;发明了量子点量子计算阵列的制备方法,用量子点单光子源实现120km光纤量子通信;自主研制化合物半导体近红外雪崩单光子探测器材料和系列化器件,部分成果已转化为型号产品,部分在重大工程中得到应用;研制了高灵敏中长波红外探测器、光纤集成光子纠缠光源、高性能单光子源等;制备了用于气体探测和水解制氢的新型纳米半导体材料;设计了用于太阳能、光电探测等的新型二维材料;提出了中波红外单光子探测的新技术方案。近年主持了科技部重点研发课题“2-4µm室温连续激光器及中远红外探测器研究”、JW科技委基础加强计划(173)重点项目“XXX单光子探测器基础技术研究”等,指导参与多项单光子焦平面探测器国家重大科技专项。在相关领域发表论文200余篇,参与编著6部,授权美欧日中专利40余项。目前担任Nanomaterials(IF=5.72)、Frontiers in Materials(IF=3.98)期刊的专题编辑,JEST、IJMSA等期刊编委,长期担任Nature Communication、Opt. Lett.等期刊审稿人。


张蜡宝,博士,现任南京大学教授、博士生导师,国家级青年人才项目、江苏省青蓝工程中青年学术带头人和南京大学登峰计划B入选者等。主要从事高性能超导单光子探测器(SSPD)研发及其应用研究,主持或参与国家重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等多项重大科研项目,发表SCI论文近百篇。


张超,博士,现任深圳市灵明光子科技有限公司首席技术官。2013-2019年就读于荷兰代尔夫特理工大学微电子专业,师从国际著名图像传感器专家Edoardo Charbon教授,专注于SPAD图像传感器研究与设计,相关领域的开创性成果发表在JSSC、VLSISensors等期刊上。博士毕业后加入灵明光子,负责SPAD传感器研发工作,带领团队完成了多款前照式(FSI)、背照式(BSI)和3D堆叠SPAD芯片的开发、量产及系统验证。


吴金,博士,现任东南大学教授、博士生导师,长期从事半导体器件、CMOS模拟及数模混合集成电路与系统等方面的教学和科研工作。他围绕半导体器件模型模拟、模拟IP电路、电源管理集成芯片系统设计与开发等方向开展研究工作,重点开展包含红外智能集成传感系统中的数字型读出电路设计与开发等方面的研究工作,完成2项省基金有关GHz门控单光子探测技术研究。他与中电某研究所合作开展基于盖革模式雪崩倍增二极管(GM-APD)红外单光子探测器阵列读出电路芯片设计研究,研制出用于铟镓砷(InGaAs)GM-APD探测器的64 x 64阵列型红外单光子读出电路,基于光子ToF检测,成功实现测距和各种成像应用。2016年起,结合国家重点研发任务以及紫外电晕检测应用需求,开展碳化硅(SiC)GM-APD紫外单光子计数型线阵读出电路芯片设计研究;2019年起,针对线性模式APD传感器,开展基于弱光积分低噪声检测的多模式读出电路设计研究。2022年起,承担一项国家自然科学基金面上项目,开展光子ToF低功耗高精度检测关键技术研究。为配合读出电路(ROIC)研制,在放大电路、时钟电路、基准电路等方面开展了系统性的研究工作,典定了良好的ROIC芯片实现基础。围绕APD ROIC阵列读出电路,他带领研究团队坚持了10年研究,取得一定理论和实验成果,发表SCI论文20余篇,授权国家发明专利10余项。与相关研究所合作,开展多项新型阵列读出电路的合作攻关工作。


黄坤,博士,现任华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点室研究员、博士生导师。2015年获得华东师范大学与法国巴黎高师双博士学位,2015-2017年在法国皮埃尔-玛丽居里大学从事博士后研究,2017年底被引进回国工作。他长期从事光量子信息处理、红外光场精密调控和光子超灵敏探测等领域的前沿研究与应用拓展,实现了国际最高效率的近红外光量子比特存储器,将此前的世界纪录提高了一倍;在实验上制备了国际上最高纯度的光子数态和最大尺寸的光学薛定谔猫态,突破了长期以来量子态高保真度和高制备率难以兼得的技术难题;发展了红外单光子非线性频率转换新技术,获得国际上最高的红外单光子转换效率,结合长波长泵浦和同步脉冲泵浦等有效抑制非线性噪声的技术方案,所研制的系统噪声接近探测器的极限,是目前国际上各种单光子频率上转换探测方案中噪声最低、灵敏度最高的一套系统。近年来,在中红外光子非线性测控方面开展了系列创新研究,先后发展了高性能中红外上转换光子探测与分辨技术,高灵敏中红外螺旋相位成像技术,大视场中红外非线性广角成像技术,以及中红外单光子单像素成像技术等。迄今,在Nature Photon.、Nature Comm.、PRL、Optica等国际权威期刊共发表学术论文80余篇,申请国家发明专利16项,主持科技部重点研发专项(青年)、基金委面上项目、军科委创新项目、上海市科委项目等科研项目10项,为中国光学学会终身高级会员,中国光学工程学会高级会员,荣获第六届中国国际“互联网+”创新创业大赛优秀指导教师,担任European Physical Journal D编委。


郑丽霞,博士,现任东南大学副教授。在东南大学微电子学院集成电路设计专业,获得博士学位,研究方向为SPAD读出电路;自2012年起一直从事单光子雪崩光电二极管读出电路的设计,SPAD读出电路相关授权发明专利20余项,拥有涉及ROIC电路系统、关键模块电路的完全自主知识产权,完成了8 x 8,64 x 64,64 x 256,128 x 256阵列规模的SPAD读出电路设计,为国内主要SPAD研制单位提供专用芯片,同时也是国内最大SPAD阵列读出电路芯片的研制单位成员。


张冰,博士,现任宁波飞芯电子科技有限公司研发总监、首席技术官,毕业于西安电子科技大学微电子学院,获得微电子学与固体电子学工学博士学位。他曾任中国航天科技集团九院771所高级工程师,主持和参与多项国家重点研发项目与型号产品开发,具有10余年光电器件与探测器芯片开发相关技术经验。


郭建平,博士,现任中山大学电子与信息工程学院(微电子学院)副教授、广东省集成电路工程技术研究中心副主任、IEEE高级会员暨固态电路学会广州分会副主席。他的研究领域为模拟与数模混合集成电路设计,主要研究方向为电源管理及激光雷达集成电路设计,在IEEE JSSC、TPEL、TCAS-I等国际知名期刊和学术会议发表论文90余篇,授权中国发明专利30余项,实施专利转让十余项。他培养了30多名研究生毕业,就职于华为海思、Marvell等国内外知名半导体企业。


马宁,博士,现任杭州宇称电子技术有限公司首席开发官。毕业于北京航空航天大学获得电子信息工程/应用数学双学位,后就读于英国爱丁堡赫瑞瓦特大学光子与量子科学中心(IPaQS)并获得博士学位。他任美国光学工程师协会(OSA)会员、国际光学工程学会(SPIE)会员、杭州电子科技大学企业导师、深理工-南方科技大学专业学位研究生业界导师。主要学习和研究经历涉及随机光场调制、统计光学信号处理、激光3D测量、激光雷达(LiDAR)系统,以及单光子探测器器件及其应用。在相关领域与日本光学协会前主席、OSA 2020年Emmett N. Leith奖获得者武田教授(Mitsuo Takeda)、丹麦光学协会前主席汉森教授(Steen G. Hanson)等世界知名学者开展紧密合作,发表多篇论文。任职宇称电子期间,主要从事单光子敏感(Single Photon Sensitive)探测器SiPM和SPAD、高精度单光子信号处理芯片ASIC,以及基于单光子技术的dToF探测系统的设计研发于验证;产品应用涉足大型癌症影像诊疗设备、消费电子3D成像传感、汽车自动驾驶和辅助驾驶等领域。


郭慧君,博士,现任中国科学院上海技术物理研究所副研究员、硕士生导师,入选2018年度上海市青年科技英才扬帆计划。他主持了上海市杨帆、国家自然科学基金、XX重大基础研究课题等项目。目前主要从事碲镉汞(HgCdTe)红外探测器物理机理、器件设计、制备和表征研究,近年来研究方向为碲镉汞材料相关的雪崩探测器、高温探测器、偏振探测器、感存算类脑芯片及超表面与探测器集成等,发表学术论文30余篇。


程正喜,博士,现任中国科学院上海技术物理研究所副研究员、硕士生导师。2007年加入上海技术物理研究所硅器件研究室;从复旦大学获得硕士学位,从上海技术物理研究所获得博士学位,2015年至2017年在东京大学进行博士后研究,2020年瑞士洛桑理工大学访问学者。他主要研究硅光电探测器(APD、SPAD和CIS)和微光机电系统器件(MEMS微镜)。先后参与和主持的项目包括总装备部预研项目、国家自然科学基金、重大技改项目和“十三五”重点培育方向性项目等多个重要预先研究项目。


七、培训费用和报名方式咨询

麦姆斯咨询
联系人:王先生
电话:0510-83481111
E-mail:WANGYi@MEMSConsulting.com

近期课程

第60期“见微知著”培训课程:新兴MEMS传感器和执行器技术

本次课程内容涵盖惯性传感器及其接口电路、谐振式MEMS器件、MEMS微镜、压电式MEMS器件(PMUT、麦克风、扬声器)、生物MEMS传感器(神经探针、生物反应器状态监测传感器),以及MEMS器件设计的进化算法。


第62期“见微知著”培训课程:单光子探测技术及应用

单光子探测是一项可实现对单个光子量级的光能量捕获和转换的技术,在量子信息(通信、计算和传感)、激光雷达、荧光寿命成像、拉曼光谱测量、正电子发射断层扫描、暗物质探测领域都起到重要的推动作用。


相关新闻

从消费电子到航空航天:揭秘MEMS惯性传感器关键技术与应用趋势

MEMS惯性传感器无处不在:从“智能手机和平板电脑”到“可穿戴设备和体感游戏机”,从“工业控制和振动监测”到“无人机和汽车”,从“航空航天”到“国防军工”。本次培训深入解析惯性传感器技术及应用,并参观惯性传感器实验室。


聚焦硅基光电子技术,抢占硅光子传感领域技术高地

硅光子传感应用呈现出“百花齐放”的景象,包括激光雷达、惯性传感、气体传感、生物传感、免疫分析、光学相干断层扫描、光谱分析等。本次培训邀请拥有丰富经验的科研学者及企业专家,为大家全面讲授硅光子传感技术及应用内容。


解析MEMS压力传感器核心技术,探索新材料赋能触觉感知应用

MEMS压力传感器具有诸多优势,包括易于批量生产、集成化与小型化、成本效益以及智能化的潜力等。新材料的发展为MEMS压力传感器带来了更广阔的前景,有望在电子皮肤、智能触觉、健康监测、人机界面、AI等领域展现巨大应用潜力。


立足红外探测核心技术,展现传统技术与创新技术的碰撞升华

本课程为大家深入讲解红外探测器及其读出电路(ROIC)发展历程和产业现状,内容覆盖从短波红外至长波红外,并结合量子点、人工微纳结构(例如超构表面)等技术论述创新之道,同时根据应用需求展望未来趋势。


气体传感器技术百花齐放,结合人工智能实现电子鼻

MEMS技术为气体传感器的小型化打开了大门,也扩展了气体传感器的消费类应用,使得气体传感与检测技术在人类日常生活中快速普及。本次培训课程为大家讲述了气体传感器的革新之路,传授了新兴的电子鼻知识,并结合应用需求展望了未来趋


课程已经结束,感谢您的关注!