【器件论文】缺陷 Ga₂O₃ 光探测器阵列的首耐受性边界分析及其在鲁棒压缩感知成像中的应用

        由南京邮电大学的研究团队在学术期刊 IEEE Transactions on Electron Devices 发布了一篇名为 First Tolerance Boundaries Analysis of Defective Ga₂O₃ Photodetector Arrays for Robust Compressed Sensing Imaging（缺陷 Ga₂O₃ 光探测器阵列的首耐受性边界分析及其在鲁棒压缩感知成像中的应用）的文章。

摘要

        本研究首次系统量化了氧化镓（Ga₂O₃）光探测器阵列中的非均匀性和非线性效应，及其对压缩感知成像性能的具体影响。本次制备了 8×8 氧化镓光探测器阵列并表征其光响应特性，发现其响应呈高斯分布，标准差为 0.146。通过统计建模与计算分析，建立了器件参数与图像重建质量的定量关系。研究表明，实现最佳成像性能需具备优异均匀性（σ<0.05）和线性度（α>0.85）的光探测器阵列。进一步基于多重指标（峰值信噪比 PSNR、结构相似性指数 SSIM 及均方根误差 RMSE）将成像质量划分为不同性能区域，为 Ga₂O₃ 基压缩感知应用建立了全面的质量评估框架。蒙特卡洛模拟验证：当满足规定均匀性与线性阈值时，重建图像参数可达 30dB 以上的 PSNR、0.95 SSIM 及小于 10 的 RMSE。本研究首次为压缩感知成像中的 Ga₂O₃ 光探测器阵列相机制定定量制造公差指南，为保障成像质量提供关键参考依据，对日盲紫外检测、环境监测及深空通信具有重大意义。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/TED.2025.3614576