Integrierte optoelektronische Systeme basierend auf hochempfindlichen Einzelphotonendetektoren für optogenetische Anwendungen
Konferenz: MikroSystemTechnik Kongress 2021 - Kongress
08.11.2021 - 10.11.2021 in Stuttgart-Ludwigsburg, Deutschland
Tagungsband: MikroSystemTechnik Kongress 2021
Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF
Autoren:
Singer, Julian; Geläschus, Anton; Kuhl, Matthias (Institut für Integrierte Schaltungen, Technische Universität Hamburg (TUHH), Hamburg, Deutschland)
Schuster, Christian (Institut für Theoretische Elektrotechnik, Technische Universität Hamburg (TUHH), Hamburg, Deutschland)
Trieu, Hoc Khiem (Institut für Mikrosystemtechnik, Technische Universität Hamburg (TUHH), Hamburg, Deutschland)
Inhalt:
Um die Vorteile der elektrischen und optischen Domäne in neuen Anwendungsfeldern zu verbinden, wurde mit dem For-Lab HELIOS in Hamburg ein neuer kooperativer Forschungsbereich etabliert. Eines der Ziele dieses Zusammenschlusses ist die Entwicklung eines bidirektionalen Interfaces für optogenetische Anwendungen, das hochempfindliche Photosensoren mit miniaturisierten Lichtquellen verbindet, um optogenetische Stimulation und Diagnostik in einem integrierten System zu vereinen. Single Photon Avalanche Diodes (SPADs) und Mikro-LEDs (myLEDs) bilden gemeinsam mit drahtloser Energie- und Datenübertragung die Grundlage für Gehirnimplantate der Zukunft. In einer ersten Testplattform wurden SPADs mit integrierten Auswerteschaltungen und Zählern in CMOS realisiert, die mit Zählraten von bis zu 8 ·108 1/s und einem Dynamikumfang (DR) von 130 dB für optogenetische Diagnostik geeignet sind. Zudem wurden myLEDs mit integrierten Treibern untersucht und damit der Weg für integrierte, bidirektionale Implantatsysteme geebnet.