将来自多波谱图象的信息组合成融合图象，除了可以提供丰富的信息，并且有助于人类或机器感知。目前主要的解决方案是使用多种不同响应波段的光电侦测器，但这须要借助复杂的算法和系统来解决象素与位置的失配问题。一个理想的解决方案是象素级多波谱图象融合，这项技术借助了相同光电侦测器的多波谱图象，因而避开了失配问题。
据麦姆斯咨询报导，日前，华北科技学院成都光电国家研究中心的科研团队在刊物上发表了以“anddotsarrayforpixel-levelX-raytonear-image”为主题的论文。该论文第一作者为JingLiu，通信作者为唐江院士和高亮副院长。
这项研究提出了一种通过高温方式制造的柔性硫化铅胶体量子点（PbSCQD）光电晶闸管阵列，该阵列具有从X射线到近红外（NIR）波段的超宽带响应范围。该光电晶闸管的结构和长度经过悉心设计，可降低通过界面缺陷的自旋复合，并改善用尽区的自旋形成。此后，研究人员进一步展示了借助该PbSCQD光电晶闸管阵列对软膏进行的无损检查，这表明了借助该单个光电侦测器在象素级X射线到红外波段图象融合方面的巨大潜力。
将X射线、可见光和红外图象融合为一幅图象量子通讯 优点，可以有效且全面地建立完整的医学图谱，传统方式是使用X射线、可见光、红外光三种光电侦测器单独侦测，之后借助视觉算法实现图象融合（如图1a）。但是，目前鲜少有关于单个柔性光电侦测器才能捕获X射线、可见光和红外图象来实现图象融合的研究报导（如图1b）。本研究提出的PbSCQD宽带光电侦测器的工作原理如图1c所示，其中PbSCQD薄膜通过光电效应将X射线以及紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）光子的能量传递给电子-空穴对，因而实现侦测。
图1象素级X射线至红外波段的图象融合及工作机理
图2a展示了以聚萘二羧酸乙二酸酯（PEN）作为柔性衬底和富含一个PIN异质结的单个光电晶闸管的结构。图2b为光电晶闸管的截面扫描电镜（SEM）图象，显示了ITO/NiOx/PbSCQD/C60/ZnO/Al层堆叠良好。该柔性PbSCQD光电晶闸管的电压密度电流（J-V）曲线如图2d所示。最终结果显示，该元件同时具有高比侦测率（D*）、大线性动态范围（LDR）和快速响应速度的优点，显示出最先进的综合性能。
图2紫外-可见-近红外光照射下PbSCQD光电晶闸管的元件性能
柔性X射线侦测器对于齿科检测特别有用，由于它们可以提供更好的图象质量并降低X射线爆光。正如预期的那样，该柔性PbSCQD光电晶闸管具有灵敏的X射线侦测性能，测试结果如图3所示。
图3柔性PbSCQD光电三极管在X射线照射下的性能
最后，研究人员制备了柔性PbSCQD光电晶闸管阵列量子通讯 优点，以展示其在X射线、可见光和近红外照射下的成像应用。图4a为透射模式下的成像过程示意图：光源包含X射线、可见光和红外光，成像对象为软膏，侦测器为柔性PbSCQD光电晶闸管阵列。
图4柔性PbSCQD光电晶闸管阵列的图象融合
综上所述，该研究制备了一种具有从X射线到近红外波段的超宽带响应范围的柔性PbSCQD光电晶闸管阵列。在可见光和红外光照射下，该元件表现出较高的响应度（0.38A/W）和外部量子效率（EQE，76.6%）、低暗电压密度（50.9nA/cm²）、大LDR（>85dB）、高侦测率（1.01×10¹²Jones）以及高达-3dB带宽（32kHz）。据悉，该元件在二锅头率（30°-60°）弯曲200次后就能表现出良好的柔性，性能几乎没有增长。最后，研究人员将该PbSCQD光电晶闸管阵列应用于X射线、可见光和近红外波段的象素级图象融合。融合图象可以直接从不同波段的图象中搜集到更全面的信息，成像过程不存在象素失配，也无需进行复杂的成像处理。研究结果表明，该柔性PbSCQD光电晶闸管阵列是一种实现X射线、可见光和近红外波段的象素级图象融合的简单且有效的解决方案，在柔性电子领域具有宽广的应用前景。
这项研究获得了国家重点研制计划（）、国家自然科学基金（No.）、湖北省重点研制计划（）、湖北省国际科技合作项目（）、浙江省自然科学基金探求项目（No.）、湖北省自然科学基金创新研究群体基金（No.）、温州市科研项目（）、深圳市科技创新委员会基金（No.）、中国博士后科学基金（、）和光谷实验室创新项目（、）的捐助和支持。
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