Single-Photon Avalanche Dioden (SPADs) gelten als Schlüsseltechnologie für Anwendungen, die auf höchste Lichtempfindlichkeit angewiesen sind, etwa Time-of-Flight-Entfernungsmessung, Fluoreszenzmikroskopie oder Quantenoptik. Jede SPAD-Zelle reagiert dabei auf einzelne Photonen und liefert einen digitalen Avalanche-Puls, der klassisch erst außerhalb des Pixelarrays weiterverarbeitet wird. Der neue Sensor Litavis von Singular Photonics verlagert diese Auswertung nun direkt in das Pixel selbst.
Durch die In-Pixel-Verarbeitung kann jedes einzelne Photonenereignis unmittelbar am Entstehungsort digital erfasst und ausgewertet werden, statt es erst über analoge oder gemeinsam genutzte digitale Schaltungen am Rand des Arrays zu leiten. Das reduziert Latenzzeiten, senkt den Einfluss von Lesekettenrauschen und erlaubt eine deutlich höhere effektive Bildrate, da nicht das gesamte Array sequenziell ausgelesen werden muss. Für zeitkritische Messungen wie Fluoreszenzlebensdauer-Bildgebung oder LiDAR-Anwendungen mit hoher Punktrate ist dieser architektonische Ansatz besonders attraktiv.
Fertigung in Standard-CMOS1. complementary metal-oxide semiconductorSchaltungstechnik mit sich ergänzenden n- und p-Kanal-MOS-Transistoren, die besonders wenig statische Leistung benötigt.2. complementary metal-oxide-semiconductorCMOS ist eine grundlegende Halbleitertechnologie für digitale und analoge Schaltungen.
Bemerkenswert ist, dass der Sensor in einem klassischen CMOS1. complementary metal-oxide semiconductorSchaltungstechnik mit sich ergänzenden n- und p-Kanal-MOS-Transistoren, die besonders wenig statische Leistung benötigt.2. complementary metal-oxide-semiconductorCMOS ist eine grundlegende Halbleitertechnologie für digitale und analoge Schaltungen.-Prozess gefertigt wird, ohne auf spezialisierte Hochspannungs- oder Backside-Illumination-Prozessschritte angewiesen zu sein, die bei vielen SPAD-Arrays sonst nötig sind. Das senkt potenziell die Herstellungskosten und vereinfacht die Integration mit digitaler Logik auf demselben Die, was den Trend zu stärker monolithisch integrierten Bildsensoren weiter vorantreibt.
Mit der Kombination aus photonenzählender Empfindlichkeit und pixelnaher digitaler Verarbeitung positioniert sich Litavis als Baustein für eine neue Generation quantenlimitierter Bildsensoren, die klassische CCDcharge-coupled deviceHalbleiterbauelement, das elektrische Ladungspakete schrittweise überträgt; häufig in Bildsensoren verwendet.- oder CMOS1. complementary metal-oxide semiconductorSchaltungstechnik mit sich ergänzenden n- und p-Kanal-MOS-Transistoren, die besonders wenig statische Leistung benötigt.2. complementary metal-oxide-semiconductorCMOS ist eine grundlegende Halbleitertechnologie für digitale und analoge Schaltungen.-APS-Ansätze in Nischenanwendungen mit extrem schwachem Licht zunehmend ablösen könnten.