在(zài)光(guāng)傳(chuán)感領域，有一句話道(dào)出了測量的(dí)本質：“光可以(yǐ)攜帶(dài)信息。如果你(nǐ)損失了部(bù)分(fēn)光，就損失了部(bù)分信(xìn)息(xī)。"芬蘭科技(jì)公司ElFys所做的(dí)，正(zhèng)是(shì)阻(zǔ)止這種損(sǔn)失——讓更多光(guāng)綫(xiàn)留在探(tàn)測器內部並被精確測量(liáng)。其核(hé)心，就(jiù)是黑矽(guī)（Black Silicon）光電(diàn)探測器(qì)技術。

一(yī)，黑矽(guī)技術(shù)的(dí)商(shāng)業(yè)化之(zhī)路

ElFys的故事始於阿(ā)爾托(tuō)大學(xué)（Aalto University）的(dí)電(diàn)子(zǐ)物理(lǐ)研究組(zǔ)。彼時，研(yán)究(jiū)團隊正在探索(suǒ)如(rú)何(hé)提升(shēng)太陽(yáng)能電池(chí)的效率，卻意(yì)外發現了(liǎo)一種更(gēng)高效(xiào)利用黑(hēi)矽進(jìn)行(háng)光(guāng)探(tàn)測的方法(fǎ)。

黑矽(guī)並(bìng)非全(quán)新(xīn)材(cái)料(liào)——其表麵(miàn)具(jù)有微納結構，可將(jiāng)光綫(xiàn)反(fǎn)射(shè)率降(jiàng)至1.5%以(yǐ)下(xià)。但傳統黑矽存在一個致(zhì)命(mìng)缺(quē)陷：表麵(miàn)缺(quē)陷過多(duō)，無(wú)法(fǎ)用於高靈(líng)敏度的(dí)光測量設備(bèi)。ElFys團(tuán)隊開發(fā)出(chū)突破(pò)性(xìng)技(jì)術(shù)解(jiě)決了(liǎo)這一難題。

二，核心技術：當納米結(jié)構(gòu)遇上(shàng)原子層沉(chén)積(jī)

ElFys黑(hēi)矽(guī)光電(diàn)探測(cè)器的(dí)性能，源於MEMS納(nà)米技術與(yǔ)原子(zǐ)層(céng)沉(chén)積(jī)（ALD）技(jì)術的創(chuàng)新性結(jié)合。

1. 黑(hēi)矽(guī)納米(mǐ)結(jié)構——讓(ràng)光“無處可逃"

在(zài)光電(diàn)探(tàn)測器(qì)的正麵表麵製造納(nà)米級黑(hēi)矽(guī)結(jié)構，形成(chéng)類(lèi)似“光陷阱"的(dí)效應。這(zhè)些垂(chuí)直(zhí)取(qǔ)向的納(nà)米結構提供了顯著的減(jiǎn)反射效果，極大地提升(shēng)了光子(zǐ)吸收(shōu)效(xiào)率。與(yǔ)傳統光電探測(cè)器相比，大多數(shù)光傳感技(jì)術隻能(néng)捕獲(huò)約(yuē)三分之二的光綫(xiàn)，而(ér)ElFys的技術可以捕(bǔ)獲全部(bù)光(guāng)綫(xiàn)。

2. 黑矽誘(yòu)導結技術(shù)——消(xiāo)除(chú)復合損耗(hào)

ElFys的黑(hēi)矽誘(yòu)導(dǎo)結（Black Silicon Induced Junction）技術(shù)是(shì)另一項核心創(chuàng)新。與依(yī)賴(lài)外(wài)部(bù)摻雜(zá)劑製造p-n結的傳統光(guāng)電(diàn)二(èr)極(jí)管(guǎn)不同(tóng)，該技(jì)術(shù)通過(guò)在黑(hēi)矽表麵(miàn)塗(tú)覆高(gāo)電荷(hé)薄膜(mó)，反轉光(guāng)電二極管正(zhèng)表(biǎo)麵的(dí)極(jí)性，從而實現(xiàn)“無(wú)復(fù)合"的p-n結。這(zhè)一(yī)設計從根本(běn)上消(xiāo)除了(liǎo)光學(xué)損耗和(hé)電(diàn)學(xué)損耗(hào)，在(zài)紫外-可見(jiàn)-近紅外（UV-VIS-NIR）寬光譜範圍內實(shí)現(xiàn)了(liǎo)外(wài)量子效(xiào)率(shuài)（EQE）。

三，性能優(yōu)勢：

1. 量子(zǐ)效率

ElFys黑(hēi)矽光電(diàn)探(tàn)測器(qì)在200 nm至950 nm波長(cháng)範圍內，外量子(zǐ)效率≥ 96%，該數(shù)據(jù)已獲得德(dé)國(guó)國家計量(liáng)研究院(yuàn)（PTB）認證。其EQE接近100%的特性確保了每(měi)一個入(rù)射(shè)光(guāng)子都能被有效(xiào)捕獲(huò)，性能遠超僅(jǐn)針對(duì)特定波長(cháng)優(yōu)化的傳統光電(diàn)二極(jí)管。

2. 紫外(wài)響(xiǎng)應

紫(zǐ)外(wài)波段是傳統矽光(guāng)電二(èr)極管(guǎn)的“軟肋"。而(ér)ElFys黑(hēi)矽(guī)探測(cè)器在(zài)紫外波段(duàn)具有很(hěn)高(gāo)的量子(zǐ)效率，比普(pǔ)通矽光電二極(jí)管高出兩(liǎng)倍(bèi)以(yǐ)上。在部分紫外波(bō)段(duàn)，其外部(bù)量(liáng)子效率可(kě)超過100%，真(zhēn)正做(zuò)到了(liǎo)“一個光子(zǐ)都(dū)不(bù)浪費"。

3. 超寬(kuān)感測角(jiǎo)度

得益於(yú)黑矽表(biǎo)麵與定製(zhì)ALD塗層的(dí)結(jié)合(hé)，探測器(qì)的表麵吸收率在高達(dá)60度入射角時仍(réng)超過95%。這(zhè)一超(chāo)寬(kuān)感應(yīng)角(jiǎo)度(dù)為光學係統設計(jì)帶來了極大(dà)的靈活(huó)性(xìng)。

4. 近紅(hóng)外(wài)（NIR）波(bō)段(duàn)的突(tū)破性提升(shēng)

ElFys的NIR優化(huà)4象(xiàng)限(xiàn)光電(diàn)二極管(guǎn)在1064 nm波長處實現(xiàn)了0.64 A/W的響應度，相比(bǐ)現(xiàn)有頂(dǐng)尖解決(jué)方(fāng)案高出30%以上——這(zhè)一性(xìng)能(néng)飛(fēi)躍在2025年(nián)慕(mù)尼黑Laser World of Photonics上正式發布。同時，探測器(qì)保持了(liǎo)低暗電流(liú)，高靈敏(mǐn)度和精確(què)的位置精(jīng)度等(děng)關(guān)鍵(jiàn)性(xìng)能(néng)指標(biāo)。

5. 可(kě)穿戴設(shè)備(bèi)中(zhōng)的靈(líng)敏(mǐn)度(dù)革命

在(zài)綠(lǜ)光（540 nm）波段，ElFys黑(hēi)矽(guī)誘(yòu)導結光(guāng)電二(èr)極管的光(guāng)響應度(dù)高達(dá)0.40 A/W，靈敏(mǐn)度提(tí)升約(yuē)50%。在光(guāng)電容(róng)積描記（PPG）等(děng)可穿戴(dài)健康監測(cè)應(yīng)用(yòng)中，更(gēng)高(gāo)的(dí)靈敏(mǐn)度(dù)意(yì)味著(zhuó)在同等(děng)精(jīng)度(dù)下(xià)可降低(dī)LED驅(qū)動(dòng)電(diàn)流(liú)，延(yán)長(cháng)電(diàn)池(chí)壽(shòu)命。

四(sì)，產品係列與廣(guǎng)泛應(yīng)用

ElFys提(tí)供SM和PD兩(liǎng)大(dà)係(xì)列(liè)的標(biāo)準(zhǔn)產品，也(yě)可針對(duì)不同(tóng)應(yīng)用需求(qiú)進行定製，靈活提供(gōng)光(guāng)電二極管芯(xīn)片(piàn)和封(fēng)裝的(dí)光(guāng)電(diàn)探(tàn)測(cè)器解(jiě)決(jué)方案(àn)。

SM係列專為可(kě)穿戴健康監(jiān)測設計(jì)，采(cǎi)用緊湊(còu)型(xíng)SMD封裝(zhuāng)，在(zài)綠(lǜ)色，紅色(sè)和(hé)NIR波段(duàn)具有出(chū)色(sè)的光敏(mǐn)性(xìng)。典型(xíng)應用(yòng)包(bāo)括(kuò)智(zhì)能手(shǒu)表(biǎo)等(děng)設(shè)備中的心率（HR）和血氧（SpO2）監測。

PD係列則麵向更高(gāo)要(yào)求的(dí)場景，采(cǎi)用(yòng)TO-can封(fēng)裝(zhuāng)，在(zài)紫(zǐ)外(wài)，可見(jiàn)光和(hé)近紅(hóng)外全譜(pǔ)段(duàn)具有增強(qiáng)的(dí)光敏(mǐn)性。典型應用包(bāo)括高(gāo)精度測(cè)光，分析(xī)儀器和(hé)X射(shè)綫成像(xiàng)。

ElFys的技術正(zhèng)在(zài)賦(fù)能(néng)廣泛的應(yīng)用(yòng)領域(yù)：從(cóng)醫療設(shè)備，工(gōng)業(yè)傳(chuán)感(gǎn)，科(kē)學(xué)儀器(qì)，到(dào)可穿戴(dài)健(jiàn)康監測，分析(xī)儀(yí)器，安(ān)全X射綫成像(xiàng)。