在CMOS图像传感器领域，近红外（NIR）波段的成像能力一直是技术攻关的难点。硅材料对波长超过700nm的光吸收系数急剧下降，导致传统CMOS传感器在近红外波段的量子效率（QE）普遍偏低。近年来，业界与学术界先后实现了近红外效率36%甚至更高的突破——豪威集团Nyxel®技术实现高达36%的近红外量子效率，艾迈斯欧司朗Mira050在940nm处同样达到36%，而一项发表于2025年的学术研究更是在1100nm波段实现了36%的光学效率提升。这些突破并非依赖感光材料的更换，而是在不改变硅基材料的前提下，通过像素结构的精巧设计实现的。以下从四个核心技术维度拆解其中的奥秘。一、光子陷阱结构：让光在硅里“多待一会儿”近红外光在硅中的穿透深度可达数十微米，而现代CMOS像素的感光层厚度通常只有3-5μm——这意味着大量近红外光子会直接穿透硅层逃逸，根本无法被吸收。针对这一物理瓶颈，土耳其阿达纳阿尔帕斯兰·图尔克斯科技大学的研究团队提出了一种“三层协同”的光子陷阱结构：顶部：半球形SiO₂捕光结构。在像素表面制作半径250nm、厚度1μm的半球形结构。其核心原理是渐变等效折射率——空气到硅之间的折射率跃迁被平滑化，大幅降低了入射光的表面反射损耗。同时，半球曲面能将斜向入射光折射进硅层，延长光子在感光层内的传播路径。底部：角锥形突起结构。在硅层底部设置角锥形结构，其作用是防止长波长NIR光子直接穿透流失。角锥结
在CMOS图像传感器领域，近红外（NIR）波段的成像能力一直是技术攻关的难点。硅材料对波长超过700nm的光吸收系数急剧下降，导致传统CMOS传感器在近红外波段的量子效率（QE）普遍偏低。近年来，业界与学术界先后实现了近红外效率36%甚至更高的突破——豪威集团Nyxel®技术实现高达36%的近红外量子效率，艾迈斯欧司朗Mira050在940nm处同样达到36%，而一项发表于2025年的学术研究更是在1100nm波段实现了36%的光学效率提升。这些突破并非依赖感光材料的更换，而是在不改变硅基材料的前提下，通过像素结构的精巧设计实现的。以下从四个核心技术维度拆解其中的奥秘。一、光子陷阱结构：让光在硅里“多待一会儿”近红外光在硅中的穿透深度可达数十微米，而现代CMOS像素的感光层厚度通常只有3-5μm——这意味着大量近红外光子会直接穿透硅层逃逸，根本无法被吸收。针对这一物理瓶颈，土耳其阿达纳阿尔帕斯兰·图尔克斯科技大学的研究团队提出了一种“三层协同”的光子陷阱结构：顶部：半球形SiO₂捕光结构。在像素表面制作半径250nm、厚度1μm的半球形结构。其核心原理是渐变等效折射率——空气到硅之间的折射率跃迁被平滑化，大幅降低了入射光的表面反射损耗。同时，半球曲面能将斜向入射光折射进硅层，延长光子在感光层内的传播路径。底部：角锥形突起结构。在硅层底部设置角锥形结构，其作用是防止长波长NIR光子直接穿透流失。角锥结
