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Doctoral Dissertation Presentation

Slide 1: 封面

尊敬的委员会主席、各位专家、老师以及同学们，大家上午好！我是集成电路学院电子科学与技术专业2019级博士研究生杜新川。今天，我将进行博士毕业答辩，汇报课题题目为：面向多维光电感知的二维二硫化钼器件研究。

Slide 2: 目录

本次汇报分为以下六个部分：研究背景与科学问题的凝练；材料制备与实验方法简介；博士期间具有连续性的三项主要研究工作（对应第三至第五节）；研究工作总结与展望。

Slide 3: 第一章

首先，介绍研究背景与科学问题。
将从当前光电探测器的发展趋势出发，探讨多维光电感知技术的现状，进而引出二维材料光电探测器及其原位调控这一研究热点。围绕应用需求梳理以上领域的研究要点，进一步凝练出该领域的关键科学问题，并明确了研究内容和工作框架。

Slide 4: 1.1 多维光电感知

目前，光电探测器的研究主要沿两个方向展开：
器件层面：通过优化器件构型和制备工艺，研发高性能、低成本、大面积光电探测器，以实现“看得起、看得清、看得精”的目标；
系统层面：基于计算成像、多模态融合等技术，开发具备“看得透、看得准、看得巧”的探测系统。
器件的性能迭代与工艺优化，支撑了器件探测能力向更多维度的拓展，这也满足了系统层面对偏振光谱时间等更多维度信息探测的需求

Slide 5: 1.1 多维光电感知

因此，当前光电探测领域不在仅面向单一光强的探测，而是旨在实现对光的相位极化、光谱、瞬态等多维特征进行探测及识别，统称为多维光电感知。在应用层面，随着移动设备、精准医疗、智能驾驶和航空探测等领域的发展，对集成化、多模态的多维光电感知技术需求日益增加。

Slide 6: 1.1 多维光电感知

传统的多维光电感知技术多采用器件编码方案，通过超像素分离或复用设计实现信息编码。这种“以空间换信息”的策略，导致系统集成度和灵活性受限。随着多维探测器集成度需求的增长，如何实现具有高集成潜力的多维光电探测成为亟待解决的难题。

Slide 7: 1.1 多维光电感知

更具体的，在传统技术路线中，不同光学维度的探测通常依赖不同器件构型或核心材料。这种多样性引发了制备工艺的复杂性甚至是兼容性的问题，这进一步限制了系统的集成能力。同时应用场景中对多维光电探测器多模态的需求，这种多样性也根本上限制了其应用场景。因此，实现复用性强的多维光电探测方法与器件成为另一核心科学问题。

Slide 8: 1.2 二维材料光电器件

针对以上两点难题，二维材料是一种极具潜力的材料选择，其不仅在能源、传感、电子器件等领域具有广泛应用，其作为光电响应的核心材料，种类多样、响应波段灵活。
相比传统光电探测器，基于二维材料的器件不仅能够提供更加丰富的光谱响应和光电导特性，还展现出多样化的响应模式和机理，这使其可以实现更加灵活的器件构型设计和功能化实现，为实现多维光电感知提供了重要基础。

Slide 9: 1.3 二维材料原位调控

为实现应用所需的集成化，多模态多维光电感知，对二维材料的电子结构能带特征进行原位调控以实现光电响应特性的原位调节成为公认最具潜力的实现路径。近年来，以衍生出基于铁电、介电、应力应变以及磁学等诸多原位调控方案。然而，现有调控方案普遍存在可逆性差、调控精度不足等问题。因此，如何实现对二维材料光电响应的精准、可逆的原位调控，是当前的核心挑战。

Slide 10: 1.4 关键科学问题

综合上述要点，可凝练为一个核心科学问题即如何实现二维材料的精准原位可逆调控，并应用于多维光电探测与感知？
围绕这一科学问题，我们将其拆解为二硫化钼的制备及器件设计、原位可逆调控方法研究、全新的多维光电感知策略研究三步走的研究路线逐步开展研究。
最终目标是设计并实现基于二维二硫化钼的偏振、光谱、光场等多维探测器件，并完成功能性演示。

Slide 11: 1.5 研究内容与结构

遵循上述研究路线，围绕如何实现二维材料的精准原位可逆调控并实现多维光电探测与感知这一核心问题，我的博士研究主要围绕二维二硫化钼光电探测器这一潜力器件，提出并验证了多种多维光电感知的全新策略：
基于应变调控的波段与偏振多维感知（对应论文第三章）；
基于电场原位调控的光强与高光谱感知（对应论文第四章）；
基于跨尺度图案化掺杂的光场模式多维感知（对应论文第五章）。
研究整体依托一套自主开发搭建的综合实验平台，为相关器件研究提供了坚实保障。

Slide 12: 第二章

该平台具体可分为二维材料薄膜制备、材料表征、微纳器件加工以及器件光电测试四个递进的部分

Slide 13: 2.1 2D TMDC 薄膜制备

首先，针对二维材料尤其是二维过渡金属硫化物材料的薄膜制备形成了两条成熟的技术路线，其一是基于机械剥离方法，该方法适合针对对材料质量要求高但对面积需求小的实验情况，其二是基于化学气象沉积方法，该方法可实现可控的较大面积的单层、多层二维材料的生长与制备。

Slide 14: 2.2 2D TMDC材料表征

在材料表征方面，平台覆盖了多种谱学和显微学表征手段：谱学表征包括共聚焦拉曼荧光、二次谐波生成以及光电子能谱等，这些技术主要用于分析材料的统计特征。显微学表征则涵盖了扫描/透射电子显微镜、原子力显微镜等，用于解析材料的微观形貌和结构。
此外，我们还借助了合肥光源BL06线站的原位显微谱学这一先进表征手段。其将谱学和显微学的优势相结合，使我们能够对材料进行更高精度、更细致、更多维度的原位表征。

Slide 15: 2.3 二维材料微纳器件制备

二维材料微纳器件制备部分主要分为片上器件制备和光电器件封装两部分。
片上器件制备方面，由于二维材料较为敏感易退化，我们针对性的改进得到了全低温惰性环境片上器件加工工艺线，包括高精度硬掩膜、低温电子书重度以及低温二维材料转移等关键流程。封装方面，针对传统测试过程中样品更换限制测试效率的问题，我们采用引线键合及管壳封装工艺实现器件接口对齐，以便后续高通量测试。

Slide 16: 2.4 二维材料器件光电测试

光电测试方面，为获取高质量数据，排除人为因素干扰，我们搭建了高通量光电测试平台，实现了全天候无人值守自动化光电测试，功能不仅覆盖了电学输运、光电响应、瞬态特征等常规测试，针对定制化的需求也可灵活调整实现。

Slide 17: 第三章

基于以上研究基础，我们开展了第一项研究工作——“电场调控的波分解复用光电探测器”。本研究以电场调控为核心技术，首先进行了理论分析和仿真验证，并进一步设计制备了原型器件，通过详尽的材料表征和光电测试，验证了电场调控对二维二硫化钼材料物性及其光电响应特征的调控能力。最终，成功在二维二硫化钼器件上实现了对波段和偏振具有分辨能力的多维光电感知。

Slide 18: 3.1 电场调控理论分析

回顾科学问题的凝练过程可以发现，材料调控手段是实现多维光电探测的关键。应用侧对小型化、集成化、多模态的需求，进一步对调控手段提出了“原位”、“可逆”、“精准”和“可集成”四项核心要求。综合这些条件，电场调控因其具备精确控制、易于集成、无损可逆的优势，成为一种理想的实现方案。

Slide 19: 3.1 电场调控理论分析

对于二维材料器件，最传统的电场调控方式是通过背栅施加面外电场。这种方法可以通过静电掺杂调控沟道材料，尤其是电极接触附近的载流子浓度和输运特性，从而实现类似场效应晶体管的调控效果。然而，由于背栅电场的作用范围通常较大，难以对材料的局部能带结构进行精细调节，尤其是在调控能带形变和势垒高度等影响光电响应的关键因素上显得力不从心，因此其对器件的光电响应特性影响较为有限。

Slide 20: 3.1 电场调控理论分析

因此，我们需要一种能够有效调控材料能带结构的电场调控方法。对于过渡金属硫化物这类具有空间对称性破缺的材料，研究表明，利用面内电场进行调控是一种可行的方案。如王忠林、张翔等团队的研究表明，面内电场可以调控MoS2中的应变，而应变在微观层面表现为晶格形变，进而带动倒空间能带结构变化，从而改变其光电响应特征，这类现象近年来页屡有报道。

Slide 21: 3.1 电场调控理论分析

基于这一原理，我们首先利用密度泛函理论对面内电场调控下的二硫化钼进行仿真分析。仿真结果直观显示，随着面内电场强度的增加，二硫化钼的带隙逐渐收窄，并由直接带隙演化为间接带隙。同时，其对称性从D3h?点群退化为C2v?，微区内的电荷分布也随之发生显著变化。

Slide 22: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

为验证这一现象，设计了一种基于面内矢量电场调控的器件构型。该结构通过一组正交排列的栅极电极，提供两个垂直方向的面内电场基矢。通过电压调节灵活组合两个基矢，从而精确控制核心区域的面内电场方向和强度。核心区域通过刻蚀得到沟槽，并将二维材料定位转移于沟槽之上，处于悬空状态，以达到更好的应变释放效果。此外，通过结合背栅电压，还可实现全空间角的电场控制。

Slide 23: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

为了在实验上综合且全面的表征、验证二硫化钼面内电场调控的作用，我们分别从实空间的晶格应变，以及倒空间的能带结构出发，对其宏观几何形变、微观键长变化、各向异性演化、带隙变化、振动模式赝能级变化等方面进行表征和验证。

Slide 24: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

首先，对于宏观几何形变，我们采用最为直观的原子力显微镜，对悬空区域进行表征，核心区域材料发生显著应变在悬空区域下凹，结合有限元仿真拟合得到薄膜杨氏模量约200GPa，与相关报道结果接近证明薄膜质量良好。

Slide 25: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

进一步通过构建沟道转角递变的器件，通过测试和仿真发现，其面内主应变方向的取向随转角同步变化，从而实现面对主应力方向，自arm chair方向至zigzag方向的调控，初步证明了面内电场调控手段具有各向异性。

Slide 26: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

除宏观应变外，也通过同步辐射X射线延展边谱（EXAFS）解析得到了微观晶格形变的证据，EXAFS通过对材料同步辐射X射线吸收谱的元素吸收边震荡信息解算得到材料键长信息（R-space）和波矢信息（k-space），进一步基于小波变换方式，可以得到材料实空间和倒空间的映射云图

Slide 27: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

通过原位EXAFS测试的小波变换结果可以明显观察到，随着面对电场强度的增加，在波长维度Mo-S键伸长，在波矢维度Mo原子配位环境发生变化，这与仿真预测的晶格形变现象一致。

Slide 28: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

针对电场调控的各项异性，采用二次谐波生成测试其各项异性的演化，从偏振SHG极图可以看出随着面内电场的施加，SHG信号从C6对称性演化为C2对称性，这预示着材料晶体结构对称性的退化，进一步转动电场方向可以观察到SHG信号对称轴向发生转动，从另一方面印证了薄膜面内主应力方向的变化。
进一步通过测试多层和单层二硫化钼SHG信号发现，面对电场调控仅对单层材料具有显著调控作用，这是由于多层二硫化钼为2H堆叠，其具有D6h对称性从而不具有面内铁电性。

Slide 29: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

以上实空间的表征结果相互印证，证明了面内电场可调控单层二硫化钼的面内应变，同时这种调控作用具有各向异性。
为分析面对电场调控，对材料光电响应特征的影响，进一步开展了针对倒空间材料能带结构的测试表征，首先采用荧光光谱测试了材料带隙的变化过程，结果显示随面内电场增加，荧光峰红移说明光学代谢收窄，同时荧光峰半高宽增加，说明间接带隙引起复合路径的复杂性增加，同时非辐射复合增强，与密度泛函理论计算得到的结果一致。

Slide 30: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

同时，由于应变会改变晶体振动即声子特征，从而引起赝能级的改变，表现为拉曼散射特征峰发生移动。从原位拉曼结果可以观察到E2g峰向低波数移动，同时A1g峰位置几乎不变，由于其各自代表着面内、面外两种振动模式，因此说明电场调控引起的面内应变显著而面外应变较弱，同时拉曼测试结果也辅助证明了这一现象仅在单层MoS2中出现。

Slide 31: 3.2 电场调控沟道物性表征与分析

为能进一步精确量化二硫化钼面内应变的大小，我们在柔性衬底上制备了二维二硫化钼器件，通过人工施加应变，测量其应变与荧光拉曼特征风味间的关系，进一步基于先前测得的不同，面内电场强度下的荧光拉曼数据，即可推导出面内电场强度与应变间的函数关系，为后续面内应变成像等测试提供了换算基础。

Slide 32: 3.3 电场调控沟道输运特征研究

基于如上对材料能带结构及振动特征的测试表征，尤其是对光学带隙的表征，可以证实随面内电场强度的增加，二维二硫化钼的光学带隙因面内应变的增强而逐步缩减，针对这一能带变化特征，我们开展了电场调控下光电输运响应的测试。
通过逐步施加波长递增的入射光，并测试器件的输运响应，可以发现，随着面内电场强度的增加，器件的响应截止波长逐步红移，即在面内电场调控下，二维二硫化钼的光电响应截止波长增加。

Slide 33: 3.4 电场调控实现波分解复用探测

基于这一截止波长可控的特征，我们将其设计成为一种可对多个波段进行光谱探测的光电感知器件，并应用于波分复用信号的解耦，从而解算还原得到波分复用信号中各个波段载波的调制信息，其具体解算过程用一个简短的动画来展示【动画】。综上所述，器件工作通过递增面内电场强度，从而得到光电响应强度随栅压的变化曲线，通过微分操作即可还原得到各波段光强调制信息。

Slide 34: 3.4 电场调控实现波分解复用探测

具体实验中，我们通过光纤耦合器，将五路不同波长的单色光耦合于一条多模光纤中，并输出倒器件核心区域，通过对五路单测光独立的调制，生成人工合成的波分复用信号，通过如上探测和解耦方法，我们分别得到了光电流随时间的变化曲线及其对应的波段调制信号的解耦结果。可以看到，器件成功在600至800纳米波长范围内实现了至少五个波段的光信号的解复用，解算得到了各个波段内独立的调制信息，即实现了面向波段光强的多维光电探测。

Slide 35: 本章小结

回顾本章研究内容，核心是进行了面内电场原位调控二硫化钼物性能研究，基于自主开发的低温器件制备技术，并结合创新的面内矢量电场调控方法，成功实现了薄膜面内应变强度及取向的原位调控。揭示了空间对称性破缺的单层MoS2在面内电场下的调控机理。
并进一步基于这一电场调控方案，通过原位调控器件响应波段，实现了波分复用信号解耦探测，相比于传统需要基于多个不同波段的探测器进行波分解复用，该方案极大简化了光电器件数量、显著提升了波分解复用器的集成度。然而，目前的技术仍存在一些不足，包括光电特征单一、光电响应特性的潜力尚未充分挖掘，以及信号采样和解算算法的优化不足。这些因素导致光谱探测的精度有限，与实际应用对光谱维度特征的要求仍有一定差距。

Slide 36: 第四章

针对这一问题，我们进一步开展了基于可控光电弛豫的高精度光谱探测器件研究。本章节首先介绍了片上微型光谱探测技术的发展背景与现状，归纳了现有技术及实验中面临的关键瓶颈。随后，通过实验深入挖掘电场调控对器件光电弛豫特性的影响，并结合一种全新的复合信号采样方法与光谱重构策略，实现了高精度光谱探测。最终，通过性能测试与应用展示，验证了该方法的先进性和实际应用潜力。

Slide 37: 4.1 片上微型光谱探测技术背景

片上微型化光谱探测技术，源自传统光谱探测技术向前沿需求的演化。传统光谱探测技术主要应用于化学分析、生物医学等领域，其核心追求是探测精度，对设备体积的要求相对宽松。然而，随着精准农业、地质勘探、生物识别等前沿应用需求的兴起，光谱探测设备载体逐步转向移动平台，例如无人机、卫星、飞机和嵌入式设备。这些应用场景对光谱探测器提出了更加严格的小型化、便携化和集成化要求。

Slide 38: 4.1 片上微型光谱探测技术背景

伴随应用需求的提升，光谱仪经历了从台式到小型化，再到微型化的发展趋势。传统台式光谱仪体积大、重量重，且通常只能支持推扫式成像。20世纪以来，随着微纳光学技术的进步，传统大体积的光学组件得以大幅度小型化，推动了光谱探测器件的微型化。然而，微纳光学结构制造成本较高，并且在工艺兼容性方面存在挑战。近年来，一种免光学结构的微型光谱探测技术被提出，它完全摆脱了光学结构的限制，展现出极大的集成化潜力。然而，目前该方案的性能相对较低，误差控制仍是一个亟待解决的难题。

Slide 39: 4.1 片上微型光谱探测技术背景

光谱探测器从小型化向微型化演化过程中，形成了色散分光、窄带滤波、傅里叶变换光谱和光谱重构四种主要技术路线。这些方法多依赖复杂的微纳光学结构或阵列探测器，限制了集成化潜力并增加了工艺复杂度。针对这一问题，近年来，单点重构光谱仪技术应运而生，其可摆脱前端光学结构限制，通过直接探测入射光，且仅需单点探测器，展现出优异的集成化潜力，相关成果今年频被Nature 和 Science 等顶级期刊报道，引起广泛关注。

Slide 40: 4.1 片上微型光谱探测技术背景

这种单点重构光谱探测方案的核心在于器件可调的光电响应特性。回顾上一节的两种波分解复用方法，传统方法可等效为一种具有可调窄带光谱响应的器件，其响应矩阵为对角矩阵。而更为一般的探测器，例如上一节中的工作，可等效为具有可调长波截止光谱响应的器件，对应的响应矩阵为下三角矩阵。推广至更一般的情况，无论光电探测器具备何种响应光谱，只要其特征可控，就可等效为具有稠密响应矩阵的模型，从而通过数学运算重构入射光谱信息。
然而，光谱重构高度依赖传递矩阵的非奇异性。传统解决方法是通过正则化或迭代算法进行校正，但这并未从根本上解决矩阵病态的问题。要实现高精度探测，关键在于挖掘更多光电响应特征以丰富矩阵维度，同时优化信号采样和重构算法，以有效抑制矩阵病态引发的误差膨胀问题。

Slide 41: 4.2 电场调控瞬态光电弛豫测试

Slide 42: 4.2 电场调控瞬态光电弛豫测试

Slide 43: 4.3 复合信号采样与光谱重建

Slide 44: 4.3 复合信号采样与光谱重建

Slide 45: 4.3 复合信号采样与光谱重建

Slide 46: 4.3 复合信号采样与光谱重建

Slide 47: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 48: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 49: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 50: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 51: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 52: 4.4 光谱探测性能测试与分析

噪声传递是双对数线性的，未发生误差膨胀

Slide 53: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 54: 4.4 光谱探测性能测试与分析

Slide 55: 4.4 光谱探测性能测试与分析

最后，通过横向对比，我们可以总揽当前技术的发展趋势及本工作的先进性。由于单点光谱探测器不依赖光学结构，它突破了光谱探测器体积与精度之间的制约，从而使得我们的工作可以在极小的器件面积上实现了当前报道中最优的光谱分辨率。同时，从技术发展历程的角度来看，单点光谱探测技术正处于快速迭代和蓬勃发展的阶段。新材料、新器件、新技术和新算法的不断引入，正在极大地推动该技术性能的提升和向产业化落地的发展。

Slide 56: 本章小节

结合第三和第四章的递进内容，我们可以得出如下总结：针对如何实现免光学结构且可规模化集成的高精度光谱探测这一核心科学问题，我们将其拆解为三个关键子问题：一是具有内在光谱感知能力的材料制备；二是具有光谱和瞬态响应特征、原位调控能力的器件设计；三是针对丰富光电响应特征的高精度采集与重构算法开发。
我们分别在这三方面进行了深入研究。高质量的材料及详尽的材料表征为探测器设计提供了坚实的材料和理论基础，基于高通量光电测试平台获取的大量结构化、高质量数据为算法训练提供了海量数据支持，材料载流子动力学的研究，为采样电路的设计提供了理论指导。最终，通过结合高质量的信号读出电路和基于神经网络的高精度光谱重构算法，我们成功实现了具有面向光谱维度的多维探测器件。

结合第三四两章递进的内容，我们可以做如下总结,针对如何实现免光学结构可规模化集成的高精度光谱探测这一核心科学问题,我们将其拆解为实现具有内化的光谱感知能力的材料设计\具有光谱、瞬态响应特征、原味调控能力的器件设计\以及针对丰富光电响应特征的高精度采集和重构算法问题,并针对三个子课题开展了深入的研究。高质量的材料和详尽的材料表征为探测器设计提供了良好的材料基础和理论基础，基于高通量光电测试平台得到的大量结构化、高质量数据以及材料载流子动力学的研究，为采样及算法研究提供了良好的器件基础和方法论的指导，最终，结合高质量的符合信号读出电路和基于神经网络的高精度光谱重构算法，实现了具有面向光谱维度、多维探测能力优势的微型光谱探测器件

Slide 57: 从探测到感知

Slide 58: 第五章

Slide 59: 5.1 光场感知技术背景

Slide 60: 5.2 环绕电极器件和光场感知架构

Slide 61: 5.2 环绕电极器件和光场感知架构

Slide 62: 5.2 环绕电极器件和光场感知架构

Slide 63: 5.2 环绕电极器件和光场感知架构

Slide 64: 5.2 环绕电极器件和光场感知架构

Slide 65: 5.3 跨尺度灰度掺杂技术

Slide 66: 5.3 跨尺度灰度掺杂技术

Slide 67: 5.3 跨尺度灰度掺杂技术

Slide 68: 5.3 跨尺度灰度掺杂技术

Slide 69: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 70: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 71: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 72: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 73: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 74: 5.4 全硬件模拟域光场识别实现

Slide 75: 本章小结

Slide 76: 第六章

最后，我将博士阶段的研究工作进行总结和展望。

Slide 77: 全文工作总结

整个博士期间的研究工作围绕面向多维光电感知的二维二硫化钼器件展开，搭建了一套完善的实验平台，为材料、器件和测试提供了坚实的基础。在此基础上，我依次开展了三个递进的研究工作：首先，研究了基于面内电场极化调控的波段与偏振多维光电感知器件，实现了波分解复用探测，为多维光电探测器的初步构建奠定了基础；接着，基于面内电场调控的半悬浮同质结器件，实现了高精度的光谱维度探测，显著提升了多维光电探测的解析能力；最后，通过跨尺度灰度图案化掺杂技术，实现了对光场图案模式的多维感知，将多维光电感知的应用从单点扩展到了空间光场。这些研究为多维光电感知技术的进一步发展提供了新的思路和方法。

Slide 78: 全文创新点

整个博士期间的工作创新点凝练如下：1. 偏振-波段耦合探测：开发空间矢量电场调控器件，实现了MoS2的应变极化调控，首次实现光偏振-波段耦合探测，推动波分-偏分复用通信。2. 光谱高精度探测：基于载流子动力学设计二维MoS2同质结器件，提出复合信号光谱重构策略，实现1.2 nm光谱分辨率和34 dB动态范围，达到国际领先水平。3光场模式识别：开发跨尺度灰度掺杂技术，实现高效硬件光场模式识别，使其工作能效提升三个数量级。以上工作为多维光电感知技术提供了全新方案。

Slide 79: 后续工作展望

未来的研究工作将继续围绕二维MoS2光电器件展开，重点深化对材料物理机制的理解，并进一步推动器件的小型化与集成化，以满足便携式设备和产业化应用的需求。同时，研究还将拓展至生物医学成像和环境监测等新兴领域，利用器件的高灵敏度与高分辨率特性，开发新一代检测与治疗装置。最终目标是构建一个集数据采集、处理与分析于一体的智能化集成平台，实现多功能化和大规模应用的突破。

Slide 80: 合作团队与致谢

以上博士课题可以顺利开展，首先要感谢李言荣院士为首的国家重点实验室平台的大力支持，同时感谢熊杰老师、王显福老师和赵怡程老师在我博士期间对研究工作的悉心指导与点播。同时，非常感谢浙江大学杨宗银教授和四川大学崔汉骁教授在研究工作方面的交流与指导，以及阿里达摩院文青松博士和华为诺亚实验室李希君博士提供的算法及算力方面的宝贵支持。本课题的相关经费来源于学校、学院、科技部、教育部和基金委的相关科研项目，在此一并致谢。最后，也特别感谢低维功能材料与量子器件研究团队的师兄师姐、师弟师妹们在研究、学习和生活中的帮助与支持，让我在博士期间收获颇丰。

Slide 81: 攻读博士学位期间取得的成果

最后，在攻读博士学位期间，我取得了以下成果：在期刊论文方面，共发表国际期刊论文12篇，其中以第一作者或共同第一作者身份发表6篇。这些论文刊登在Nature Electronics、Angewandte Chemie、Energy & Environmental Science等领域顶级期刊上。截至目前，总被引次数超过2500次，谷歌学术的h-index达19。

Slide 82: 攻读博士学位期间取得的成果

此外，申请了12项发明专利，其中已有8项获得授权，并成功实现1项专利的技术转化。在博士期间，也多次参与国际学术会议，并荣获最佳海报奖、最佳口头报告奖等多项荣誉。

Slide 83: 封底页

我的汇报到此结束，衷心感谢各位专家听取我的汇报，以上研究工作也存在诸多不足之处，恳请各位专家老师对批评指正。

Slide 84: 波分解复用探测原理

我们首先从传统波分复用解耦的原理出发。通常情况下，这一方法通过探测各个窄带光谱信息获得对应曲线，其测试结果可视为窄带内光强的积分。然而，由于探测器在不同波段的量子效率存在差异，测试结果可能与原始光谱趋势略有偏离。数学上，通过对探测器量子效率对角矩阵求逆并与测试结果相乘，即可还原真实光谱特征。
我们研发的新型器件的波分复用解耦过程则略有不同。其响应特性可简化为：对某一截止波长以下的入射光具有灵敏响应。通过逐步调节截止波长，可得到一系列光电响应值。这里考虑到量子效率随调控的变化，测得的光电响应曲线也会随之变化。在这种情况下，器件的响应矩阵呈现为下三角形式。通过对该下三角矩阵求逆，可以进一步计算还原各波段的真实光谱特征，从而实现精确解耦。