Technology is rapidly becoming more compact and engineers are investigating new applications that are possible with this compact technology. For example photography has recently become an obvious part in our lives due to the shrinking of cameras. If there was a way to implement a light spectrum sensor into our phones there are a lot of applications this could be used for. For example the visual light spectrum can be used to detect the difference between materials in ways that our eyes can not. It could also be used to detect the amount of UV-light when outdoors or be used as an infrared camera. In order for this to be possible the spectrum sensor can’t be too big which makes the common spectrometer a bad choice for the application. This thesis compares two methods of detecting visual light spectrum suitable for On-Chip applications. One method utilize well-defined optical filters while the other works by incorporating an algorithm that boosts the performance of less well-defined optical filters. A simulation was created to assess the performance of the methods and one of these spectrometers were then designed into a circuit board to test the performance in real environments. The results concluded that the algorithmic method currently has better performance to the same price but that the purely optically filtered method is set to be stronger in the future. / Dagens teknik blir snabbt mer kompakt och ingenjörer undersöker nya tillämpningar som är möjliga med den här kompakta tekniken. Till exempel fotografi har nyligen fått en självklar plats i våra liv när kameratekniken blivit mindre. Om det fanns ett sätt att implementera en ljusspektrumsensor i våra telefoner så hade det funnits en mängd applikationer för detta. Till exempel så kan ljusspektrumet användas för att märka skillnad på material som våra ögon inte kan. Det kan också användas för att mäta mängden UV-ljus när man är ute, eller användas som en infraröd kamera. För att det här ska vara möjligt så kan inte spektrumsensorn vara alltför stor vilket gör en traditionell spektrometer blir olämplig. Den här avhandlingen jämför två metoder för att mäta det synliga ljusspektrumet som är passande för att placeras direkt på ett kretskort. En metod använder specifika optiska filter medan den andra metoden använder en algoritm för att förbättra utslaget hos mindre specifika optiska filter. En simulation skapades för att bedöma de två metoderna och ett kretskort designades sedan för att implementera en av spektrometrarna på och testa beteendet i verkliga miljöer. Resultaten visade att den algoritmiska metoden just nu har bättre prestanda men att den rent optiskt filtrerade metoden troligtvis kommer vara starkare i framtiden.

As one of the more mature quantum technologies, quantum random number generators (QRNGs) fill an important role in producing secure and private keys for use in cryptogra- phy in e.g. quantum key distribution (QKD) systems. Many available QRNGs are expen- sive and optical QRNGs often require complex optical setups. If a reliable QRNG could be implemented using less expensive components they could become more widespread and be used in common applications like encryption and simulation. Shot noise is a possible entropy source for these kinds of random number generators. For such a generator to be classified as a QRNG the origin of the shot noise must be controlled and verifiable. This project aims to investigate how an entropy source could be implemented using the shot noise generated by an illuminated photodiode. This requires the design and construction of the accompanying electro-optical front-end used to prepare a signal for sampling. The successful estimation of the electron charge e is used as a way to verify that shot noise is present in the sampled signal. Suitable component values and operating points are also in- vestigated and it is shown that quite low gain (10 000) is suitable for the current-to-voltage amplifier which amplifies the signal generated by the photodiode. For this configuration an estimate of e was achieved with a relative error of 3%. In conclusion this is a promising and interesting approach for generating random numbers at high rates and at low cost. Whether the correct estimation of e is enough to certify that the device is sampling noise from the quantum regime is however not completely clear and further investigation is likely needed.

Examensarbetet har utförts i samarbete med företaget LVI (Low Vision International) som tillverkar elektroniska hjälpmedel för synskadade. LVI utvärderar vid jämna mellanrum nya LCD-bildskärmar för deras produkter. LVI behöver metoder samt utrustning för att mäta bildskärmars responstid och latens. Både responstiden och latensen ger fördröjningar vilket t.ex. leder till att bilden blir oskarp, rörliga föremål får en svans efter sig eller att lju- det kommer före bilden. I detta arbete utförs en grundlig förstudie som behandlar bild- skärmars responstid och latens samt ger ett underlag för att konstruera eller köpa mätut- rustning för responstidsmätningar. I förstudien framkommer den standardiserade mätmeto- den ”grey-to-grey” som LVI kan använda för att mäta responstiden. En mätkrets konstrue- ras för att mäta responstiden samt beställs en dedikerad enhet för latensmätning. För att ut- värdera mätmetoderna utförs ett antal tester med mätkretsen för responstid och den dedike- rade enheten för mätning av latens. Mätningarna visar senare att mätmetoden ”grey-to- grey” är den som LVI ska använda men metoden behöver vidareutvecklas. Den dedikerade enheten för latensmätningar visar sig mäta en del av responstiden och bör därför endast an- vändas som komplement till responstidsmätningen vid jämförelser mellan olika bildskär- mar. Arbetet levererar en förstudie i LCD-bildskärmars responstid och latens, en vidareut- vecklad version av ”grey-to-grey”-metoden, mätutrustning för responstidsmätning samt den dedikerade mätenheten för latens till företaget LVI. / The thesis was performed in collaboration with the company LVI (Low Vision Interna- tional) that manufactures electronic devices for the visually impaired. LVI evaluates new LCD displays for their products at regular intervals. LVI need methods and equipment for measuring response time and input lag. Both response time and input lag cause delays, which results in such things as image blur, ghosting after moving objects or a delay between sound and image. The preliminary study reveals the standardized method “grey- to-grey” that LVI can use to measure response time. A measurement circuit was constructed to measure response time and a dedicated unit for input lag measurement was ordered. To evaluate the measurement methods a number of tests were conducted with the response time circuit and the dedicated input lag unit. The measurements showed that the method LVI shall use is the "grey-to-grey” method but it needs further development. It turned out that the dedicated unit for input lag measured a portion of the response time and should therefore only be used as a complement to the response time measurement when comparing displays. The thesis delivers a preliminary study in LCD displays response times and input lag, a further developed version of the “grey-to-grey” method, measurement equipment for response time and a dedicated unit for input lag measurements to the company LVI.