显示器中的QD与相机中的量子点相比

很长时间以来，显示器基本上一直在做同样一件事情，那就是将电转换成光，然后再转换成图像。但是不要忘记，在这之前，这项技术一直都是被反着应用的。

在决定显示分辨率，颜色或者声音之前，图像需要先用相机拍摄下来。相机的主要功能与显示器恰恰相反，它将来自我们周围复杂世界的光子转换为电子。

今天我将介绍量子点的一项新应用，当然不是显示器方面的，是图像拍摄——作为成像系统中的感光层。

与色域无关的量子点相机(QD Camera)

图像拍摄方面的量子点与显色无关。事实上，在光吸收方面，QD具有很宽的吸收谱，而其他类似发光材料的吸收光谱则较窄。

也许有些人还记得去年苹果收购InVisage的一段新闻，Invisage是一家从事手机QD相机设计的公司。与Apple类似，InVisage对于他们的工作非常保秘。据InVisage网站称，与手机中现有的硅基成像系统相比，QD相机具有许多优势：

全局快门设计改善动态模糊——不过这是电路和电极方面的设计结果，与QD层无关；

超薄、高效的量子点感光层；

高动态范围。与单独的硅基成像系统相比，QD相机将光子采集和信号处理分成基于QD和硅基的两个分离系统（QD用于光子采集系统而硅基用于电子信号读出系统）；（小C君按：QD光子采集系统因为QD材料的极宽吸收谱等特性而能极大提高动态范围）

可以根据应用从可见光到红外光调整吸收(采集)波段。

你可以在InVisage网站上看到一些短片和图像，这些都显示出QD相机相对于传统硅基相机的优势。毫无意外，苹果对此没有发表评论。

 

具有不同动态范围的三种成像技术对比

SWIRVision Systems是一家新成立的公司，从事QD成像系统开发。和InVisage相比，它们的设计用于近红外波长（这也是SWIR名称的由来）。虽然都是基于量子限制效应概念的半导体纳米晶体（也许改天我会来讨论下量子限制效应），该公司使用的量子点不同于显示器应用中的量子点，它们对红外光很敏感。我们眼睛在400-700 nm的光谱范围内的分辨率很高，但是在700nm以外的波长范围内却很差——但这并不意味着那里没有有用的信息！

SWIR视觉系统首席技术官EthanKlem表示，该公司目前主要面向工业市场，这里现有的单片InGaAs红外探测器的价格非常高。虽然效率很高，但InGaAs仍存在包括高成本和低分辨率等许多问题，这也是近红外成像系统进入价格敏感型市场的障碍。像监测玻璃熔融工艺（Glass Melting Process）、通过塑料瓶拍照以及在低能见度的海上环境中进行应用成像等，都是SWIR Vision Systems初步瞄准的一些应用，拍摄出的图像很有吸引力。我们眼睛看不到的世界太神奇了！

 

普通可见光相机和SWIR相机拍摄照片的对比（www.swirvisionsystems.com）

Ethan认为，未来这些QD红外相机可以用到更多使用红外光子的高科技应用中。从无人驾驶到医疗成像，廉价和高性能的红外成像系统将为各行业的发展提供技术支持。

显示器中的QD与相机中的量子点相比

相比于显示器里用的量子点，QD相机中的作用有很大不同。在显示器应用中，分散在聚合物中的量子点吸收蓝光进而发射红光或绿光，其在相邻的量子点之间没有电荷转移。而在相机中，纯QD薄膜（无聚合物）吸收从可见光到红外光的宽带光，并将这些入射光子转换成电子空穴对（电流），这些电子空穴对被传递到相邻的量子点。是否可以将入射光子转化为电子空穴对，并将它们传递到电极上取决于量子点设计——这并非易事。另一个重要区别是相机中的量子点专门设计成不再重新发光，而显示器中，量子点设计为非常有效地发光。

毫无疑问，我们在如何与日常生活中与光子互动方面取得了长足的进步。今天的科技发展比以往任何时候都更快，量子点代表了一种成熟的技术，终于找到从实验室进入我们生活的方式。我们还远没有开发出量子点技术的最大潜力。