波长探测器是一种能够定量区分入射光波长的光电子器件。在安全监控、仿生人眼、自动驾驶和光谱仪等领域的应用前景广阔。目前由于一些光学辅助元件会造成商用的波长探测器体积笨重。虽然无滤波片波长探测器的出现使得其在体积上大大得到了缩小,但这类波长探测器依然存在器件结构复杂、分辨率低、探测范围窄等弊端。因此,为了解决以上这些问题,本文选择扩散长度较大的半导体材料,并利用其吸收系数与入射光波长相关的性质,设计了一系列无滤波片、高分辨率的新型硅基波长探测器已实现波长区分和颜色识别,还研究了其区分波长的原理。此外,探索了MAPb I3单晶钙钛矿在无滤波片波长探测器中的应用,并实现了彩色图像传感,主要成果概述如下:（1）提出了由两个Pd Se2/20μm Si/Pd Se2异质结光电探测器垂直堆叠组成的波长探测器,并给出了一种通过光电流比值区分波长的方法。由于硅的厚度相对较薄（仅有20μm）,而且吸收系数与波长有关。根据理论模拟,两个Pd Se2/20μm Si/Pd Se2光电探测器在光吸收率的分布上显示出鲜明的差异。因此,两个光电探测器的光电流随着波长的增加展现出完全不同的光谱响应,当波长从265 nm逐渐增加到1050 nm时,光电流比从6800单调地下降到22。这种光电流比和波长之间的关系可以很容易地用单调函数来描述,一旦确定入射光的光电流比,入射波长就可以被精确地确定。该波长探测器有一个较宽的探测范围（265 nm-1050 nm）,并且很容易区分波长相差5 nm的入射光,其平均相对误差小于±1.6%。此外,通过与温度相关的单调函数,其他不同温度下的波长也可以被确定。（2）提出了一种具有简单结构的波长探测器即能够定量区分波长又能实现颜色识别。该波长探测器是通过在厚度为200μm硅片的两面沉积两个对称的金叉指电极而制成。研究发现,形成的两个光电探测器显示出完全不同的光学特性。两个光电探测器的光电流比与入射波长之间的关系可以描述为一个单调函数,通过它该波长探测器可以精确地区分出265 nm至1050 nm的波长,这一结果与TCAD仿真结果一致。值得注意的是,在可见光范围内该波长探测器很容易区分波长相差1 nm的光,这比以前报道的基于垂直堆叠结构和电荷收集窄化机制的器件性能更加优越。（3）制备了一种结构简单的MAPb I3单晶波长探测器,并将其应用到全彩图像传感中。该波长探测器通过在MAPb I3单晶上沉积两个背对背的Au/MAPb I3/Au光电探测器组装而成。进一步的器件分析显示,两个光电探测器拥有完全不同的光电特性,导致两个光电探测器的光电流比与入射波长之间的关系可以用一个单调函数表示。因此,根据这一单调函数,波长探测器可以在1.5 nm的分辨率下准确区分265 nm至860 nm的入射光波长。此外,TCAD模拟显示,这种区分波长的机制归因于MAPb I3单晶中与波长有关的光子生成率。令人印象深刻的是,这些数值是以前报道同类产品中的最佳值,并实现全彩成像。性能良好的MAPb I3波长探测器也有望推动钙钛矿材料在波长识别和全彩图像传感方面的研究进展。