[发明专利]光谱仪、生物计量传感器、感测方法、生物信号传感器

权利要求书

1.一种光谱仪，包括：

层叠的光吸收结构，包括在竖直方向上层叠并具有多个不同的吸收波长带的多个吸收层、以及分别插置在所述多个吸收层中的每两个相邻的吸收层之间以电连接所述多个吸收层的多个隧道结层；

照射单元，配置为从所述多个吸收层当中选择吸收层并向所述层叠的光吸收结构提供所述多个吸收层中的其它吸收层的照射光，所选择的吸收层具有所述多个吸收波长带中的一个吸收波长带，该照射光包括所述多个吸收波长带中的其它吸收波长带，其中所述照射单元包括：

光源，配置为产生包括所述多个吸收层的所述多个吸收波长带的照射光；以及

陷波滤波器阵列，设置在所述光源和所述层叠的光吸收结构之间并包括具有多种吸收特性的多个陷波滤波器，以仅阻挡由所述光源产生的照射光当中的所选择的吸收层的所述吸收波长带的照射光并透射所述其它吸收波长带的照射光；以及

控制器，所述控制器被配置为控制所述陷波滤波器阵列以旋转，从而随时间的流逝顺序地改变所述多个吸收波长带中被阻挡的所述吸收波长带。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中

所述多个陷波滤波器的每个具有扇形形状，并且

所述陷波滤波器阵列具有通过在旋转轴上连接所述多个陷波滤波器而形成的可旋转的盘形状。

3.根据权利要求1所述的光谱仪，其中

所述多个吸收层的每个包括p-n结，以及

所述多个隧道结层的每个包括以比所述多个吸收层的每个的p-n结高的掺杂浓度掺杂的p-n结。

4.根据权利要求1所述的光谱仪，其中

所述多个吸收层以能带间隙递减的顺序从光输入侧布置，并且

所述多个隧道结层的每个具有比所述多个吸收层大的能带间隙。

5.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述多个吸收层和所述多个隧道结层包含化合物半导体。

6.根据权利要求5所述的光谱仪，其中所述多个吸收层和所述多个隧道结层由以下材料形成，该材料包括从包含GaAsP、GaAs和InGaAs的组合，包含AlGaAs、GaAs和InGaAs的组合，包含InGaAs、GaAs和GaP的组合，以及包含InAs、GaAs和GaN的组合中选择的任何一种。

7.根据权利要求1所述的光谱仪，其中

所述多个吸收层的每个具有10nm至10μm的厚度，并且

所述多个隧道结层的每个具有10nm至100nm的厚度。

8.根据权利要求1所述的光谱仪，还包括：

第一电极，设置在所述层叠的光吸收结构的底表面上；以及

第二电极，设置在所述层叠的光吸收结构的顶表面上，

其中所述多个吸收层在所述第一电极和所述第二电极之间被串联地电连接。

9.根据权利要求8所述的光谱仪，其中

所述第一电极设置在所述多个吸收层当中的具有最小能带间隙的吸收层的底表面上，并且

所述第二电极设置在所述多个吸收层当中的具有最大能带间隙的吸收层的顶表面上。

10.根据权利要求1所述的光谱仪，其中该控制器配置为在所选择的吸收层改变时测量由所述层叠的光吸收结构产生的光电流。

11.根据权利要求10所述的光谱仪，其中所述控制器配置为存储所述多个吸收层的每个的预先测量的外量子效率或短路电流密度。