本發(fā)明涉及微光檢測設(shè)備，具體地講是一種反射鏡分光式微光空域時(shí)域監(jiān)測設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著科技發(fā)展，對微光探測的需求逐漸出現(xiàn)在各行各業(yè)，不再局限于傳統(tǒng)的光學(xué)領(lǐng)域。例如：通信行業(yè)為了推廣高帶寬的光纖通訊，需要對1310nm和1550nm兩個(gè)常用光纖通訊波長處的微弱光信號進(jìn)行檢測；自動化行業(yè)為了使用光傳感器進(jìn)行探測，需要對相應(yīng)微弱光信號進(jìn)行檢測；生物醫(yī)學(xué)行業(yè)為了使用人體透射窗口內(nèi)波長的紅外光進(jìn)行體內(nèi)病灶觀測、監(jiān)視，需要進(jìn)行微弱光信號檢測；安防行業(yè)為了方便夜間監(jiān)控，需要進(jìn)行紅外波段的微弱光檢測。應(yīng)用的例子不勝枚舉。

在半導(dǎo)體行業(yè)，經(jīng)常使用紅外微光探測對芯片進(jìn)行失效分析等研究。在CMOS中，一種叫做熱載流子發(fā)光的效應(yīng)會在晶體管中導(dǎo)致光子發(fā)射。導(dǎo)電通道中的載流子在源極和漏極間電場作用下加速，到達(dá)通道邊緣的夾斷區(qū)后其能量通過聲子協(xié)助轉(zhuǎn)換成光子釋放出來。發(fā)射光子的光譜分布由電子能量分布決定，后者被導(dǎo)電通道中各種因素影響，分布范圍很廣。發(fā)射光譜從可見光波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段，峰值大概在中紅外的1.4um左右。由于電流集中或者電壓突變的部位光子發(fā)射強(qiáng)度很強(qiáng)，這種現(xiàn)象已經(jīng)被用于半導(dǎo)體失效的定位、研究中。在正常運(yùn)行的芯片中，晶體管釋放出的光子十分微弱，很難被儀器接收到。但是，這些光子的釋放與晶體管的通斷相關(guān)聯(lián)，可以反映出芯片內(nèi)部運(yùn)行程序的信息，因此在加密芯片的側(cè)信道攻擊中被利用了起來。

對芯片內(nèi)晶體管發(fā)光進(jìn)行空域上(對大面積的區(qū)域進(jìn)行拍照以定位感興趣的探測點(diǎn))，和時(shí)域上(對某個(gè)點(diǎn)的發(fā)光進(jìn)行監(jiān)測得到光強(qiáng)-時(shí)間曲線)的探測，可以在得到樣品發(fā)光空間分布的同時(shí)得到某個(gè)發(fā)光點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度時(shí)間分布。在現(xiàn)有檢測方案中，Si基CCD和InGaAs基APD這兩種傳感器的的靈敏波段有重疊部分。CCD在1200nm波長以下有靈敏度，APD在900nm以上有靈敏度。使用二向色鏡進(jìn)行分波在900nm—1200nm波長范圍內(nèi)只能使用一種傳感器，另一種的性能被浪費(fèi)掉。但是芯片發(fā)光波峰更加靠近長波端，根據(jù)條件不同一般在1400nm附件波動。無論使用哪種傳感器探測900nm—1200nm波段，都會使得另一種傳感器的采集時(shí)間/次數(shù)大大增加。即使做了折中使用1000nm分波以便 盡量使兩傳感器的采集均衡，APD端仍需要上百萬次的重復(fù)采集才能得到比較好的信噪比，CCD端需要幾十到幾百秒的長時(shí)間曝光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種反射鏡分光式微光空域時(shí)域監(jiān)測設(shè)備，該設(shè)備進(jìn)一步提高了系統(tǒng)對弱光樣品的靈敏度，可以縮短信號采集時(shí)間，增強(qiáng)對更弱信號的采集能力。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種反射鏡分光式微光空域時(shí)域監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：包括光線收集部件、反射鏡、成像部件和光強(qiáng)感應(yīng)部件；所述光線收集部件靠近樣品，將樣品發(fā)出的光進(jìn)行收集和適當(dāng)?shù)奶幚恚缓髮⒐饩€傳至成像部件或光強(qiáng)感應(yīng)部件；所述反射鏡在光線收集部件后的光路附近，對光線收集部件給出的光進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)向到成像部件或光強(qiáng)感應(yīng)部件。

所述光線收集部件可以是放大率大于一或小于一的光學(xué)系統(tǒng)。

所述反射鏡為全反射鏡，對大波長范圍內(nèi)的光線進(jìn)行反射。

所述反射鏡至少包含振鏡、玻片輪、偏轉(zhuǎn)鏡之一。

所述反射鏡的一端有轉(zhuǎn)軸，使反射鏡方便進(jìn)入或撤出光路；進(jìn)行成像采集的時(shí)候，反射鏡撤出光路，光線被成像部件接受進(jìn)行曝光成像；采集光強(qiáng)-時(shí)間曲線的時(shí)候，反射鏡進(jìn)入光路，將光線反射到光強(qiáng)感應(yīng)部件，進(jìn)行光強(qiáng)采集。

所述成像部件至少包含CCD傳感器、Si基傳感器或InGeAs傳感器之一。

所述光強(qiáng)感應(yīng)部件至少包含APD、PIN光電二極管、光電倍增管之一。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型使用全反射鏡進(jìn)行光路切換，使樣品發(fā)出的光可以全波長傳遞到成像部件或光強(qiáng)感應(yīng)部件，完全利用了兩個(gè)部分器件的靈敏波長范圍，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)對弱光樣品的靈敏度，可以縮短信號采集時(shí)間，增強(qiáng)對更弱信號的采集能力。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型成像時(shí)光路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型采集光強(qiáng)-時(shí)間曲線時(shí)光路結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)號：1—光線收集部件，2—反射鏡，3—成像部件，4—光強(qiáng)感應(yīng)部件，5—樣品，6—光路，7—轉(zhuǎn)軸。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示，一種反射鏡分光式微光空域時(shí)域監(jiān)測設(shè)備，包括光線收集部件1、反射鏡2、成像部件3和光強(qiáng)感應(yīng)部件4；所述光線收集部件1是放 大率大于一的光學(xué)系統(tǒng)，其靠近樣品5，將樣品5發(fā)出的微光進(jìn)行收集和適當(dāng)?shù)奶幚?，然后將光線傳至成像部件3或光強(qiáng)感應(yīng)部件4；所述反射鏡2是全反射鏡玻片輪，安裝在光線收集部件1后的光路6附近，其一端有轉(zhuǎn)軸7，使反射鏡2方便進(jìn)入或撤出光路6；當(dāng)進(jìn)行成像采集的時(shí)候，反射鏡2撤出光路6，光線導(dǎo)向到成像部件3，被成像部件3的CCD傳感器接受進(jìn)行曝光成像；當(dāng)采集光強(qiáng)-時(shí)間曲線的時(shí)候，反射鏡2進(jìn)入光路6對光線收集部件1給出的光進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，光線導(dǎo)向到光強(qiáng)感應(yīng)部件4的光電倍增管，采集光強(qiáng)-時(shí)間曲線。

以上應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。