一种反射镜分光式微光空域时域监测设备的制作方法

本发明涉及微光检测设备，具体地讲是一种反射镜分光式微光空域时域监测设备。

背景技术：

随着科技发展，对微光探测的需求逐渐出现在各行各业，不再局限于传统的光学领域。例如：通信行业为了推广高带宽的光纤通讯，需要对1310nm和1550nm两个常用光纤通讯波长处的微弱光信号进行检测；自动化行业为了使用光传感器进行探测，需要对相应微弱光信号进行检测；生物医学行业为了使用人体透射窗口内波长的红外光进行体内病灶观测、监视，需要进行微弱光信号检测；安防行业为了方便夜间监控，需要进行红外波段的微弱光检测。应用的例子不胜枚举。

在半导体行业，经常使用红外微光探测对芯片进行失效分析等研究。在CMOS中，一种叫做热载流子发光的效应会在晶体管中导致光子发射。导电通道中的载流子在源极和漏极间电场作用下加速，到达通道边缘的夹断区后其能量通过声子协助转换成光子释放出来。发射光子的光谱分布由电子能量分布决定，后者被导电通道中各种因素影响，分布范围很广。发射光谱从可见光波段一直延伸到远红外波段，峰值大概在中红外的1.4um左右。由于电流集中或者电压突变的部位光子发射强度很强，这种现象已经被用于半导体失效的定位、研究中。在正常运行的芯片中，晶体管释放出的光子十分微弱，很难被仪器接收到。但是，这些光子的释放与晶体管的通断相关联，可以反映出芯片内部运行程序的信息，因此在加密芯片的侧信道攻击中被利用了起来。

对芯片内晶体管发光进行空域上(对大面积的区域进行拍照以定位感兴趣的探测点)，和时域上(对某个点的发光进行监测得到光强-时间曲线)的探测，可以在得到样品发光空间分布的同时得到某个发光点的发光强度时间分布。在现有检测方案中，Si基CCD和InGaAs基APD这两种传感器的的灵敏波段有重叠部分。CCD在1200nm波长以下有灵敏度，APD在900nm以上有灵敏度。使用二向色镜进行分波在900nm—1200nm波长范围内只能使用一种传感器，另一种的性能被浪费掉。但是芯片发光波峰更加靠近长波端，根据条件不同一般在1400nm附件波动。无论使用哪种传感器探测900nm—1200nm波段，都会使得另一种传感器的采集时间/次数大大增加。即使做了折中使用1000nm分波以便 尽量使两传感器的采集均衡，APD端仍需要上百万次的重复采集才能得到比较好的信噪比，CCD端需要几十到几百秒的长时间曝光。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种反射镜分光式微光空域时域监测设备，该设备进一步提高了系统对弱光样品的灵敏度，可以缩短信号采集时间，增强对更弱信号的采集能力。

实现本实用新型的技术方案是：一种反射镜分光式微光空域时域监测设备，其特征在于：包括光线收集部件、反射镜、成像部件和光强感应部件；所述光线收集部件靠近样品，将样品发出的光进行收集和适当的处理，然后将光线传至成像部件或光强感应部件；所述反射镜在光线收集部件后的光路附近，对光线收集部件给出的光进行偏转，导向到成像部件或光强感应部件。

所述光线收集部件可以是放大率大于一或小于一的光学系统。

所述反射镜为全反射镜，对大波长范围内的光线进行反射。

所述反射镜至少包含振镜、玻片轮、偏转镜之一。

所述反射镜的一端有转轴，使反射镜方便进入或撤出光路；进行成像采集的时候，反射镜撤出光路，光线被成像部件接受进行曝光成像；采集光强-时间曲线的时候，反射镜进入光路，将光线反射到光强感应部件，进行光强采集。

所述成像部件至少包含CCD传感器、Si基传感器或InGeAs传感器之一。

所述光强感应部件至少包含APD、PIN光电二极管、光电倍增管之一。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型使用全反射镜进行光路切换，使样品发出的光可以全波长传递到成像部件或光强感应部件，完全利用了两个部分器件的灵敏波长范围，进一步提高了系统对弱光样品的灵敏度，可以缩短信号采集时间，增强对更弱信号的采集能力。

附图说明

图1为本实用新型成像时光路结构图；

图2为本实用新型采集光强-时间曲线时光路结构图。

图中标号：1—光线收集部件，2—反射镜，3—成像部件，4—光强感应部件，5—样品，6—光路，7—转轴。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种反射镜分光式微光空域时域监测设备，包括光线收集部件1、反射镜2、成像部件3和光强感应部件4；所述光线收集部件1是放 大率大于一的光学系统，其靠近样品5，将样品5发出的微光进行收集和适当的处理，然后将光线传至成像部件3或光强感应部件4；所述反射镜2是全反射镜玻片轮，安装在光线收集部件1后的光路6附近，其一端有转轴7，使反射镜2方便进入或撤出光路6；当进行成像采集的时候，反射镜2撤出光路6，光线导向到成像部件3，被成像部件3的CCD传感器接受进行曝光成像；当采集光强-时间曲线的时候，反射镜2进入光路6对光线收集部件1给出的光进行偏转，光线导向到光强感应部件4的光电倍增管，采集光强-时间曲线。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。