基于SiPM的可穿戴近红外光谱接口与脉冲激光源集成系统

摘要： 我们展示了一种微型化探针的设计方案，该方案将硅光电倍增管与光脉冲电子器件集成于单个2×2平方毫米的CMOS芯片中，芯片包含快脉冲激光驱动器、同步单光子探测电路等功能?？?。光子脉冲既可在片上计数，也可通过时间相关单光子计数（TCSPC）等外部高速电子?？榇?。该集成电路既可组装在印刷电路板（PCB）上，也可集成于1厘米尺寸的2.5D硅中介层平台，并与硅光电倍增管（SiPM）、垂直腔面发射激光器（VCSEL）及电容器、电阻器等辅助元件连接。我们通过集成光学接口来优化小活性区域的光收集和垂直腔面发射激光器（VCSEL）的光发射，这种方案将因显著缩小光极尺寸并消除光纤需求，推动其在临床多领域的应用，并改变近红外光谱（NIRS）硬件设备的商业格局。