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2023-12-15 11:14 |
光子探測新技術:有望提升通信系統(tǒng)性能
目前的光子檢測技術通常依賴于電壓或電流幅度的變化,但美國中佛羅里達大學教授德巴!ゅX達等人開發(fā)出了通過調(diào)制振蕩電路頻率來檢測光子的方法,為超靈敏的光子檢測鋪平了道路。這種基于調(diào)頻的方法可用于創(chuàng)建低成本且高效的非制冷紅外探測器和成像系統(tǒng),廣泛應用于醫(yī)學成像、通信以及安保等領域。相關論文發(fā)表于新一期《先進功能材料》雜志。 (L`j0kPN =r@vc ;vb8G$ 在最新研究中,錢達等人使用了一種特殊的相變材料,當光線照射這種材料時,它會改變形狀,產(chǎn)生穩(wěn)定的電路振蕩。當光子撞擊材料時,它會改變電路振蕩的頻率,頻率的變化程度取決于光線的強度。 Ldn8 TFcT3]R[rL 錢達解釋稱,光子的撞擊(入射)會調(diào)制振蕩電路的頻率,這種調(diào)頻方式從本質(zhì)上可以降低調(diào)幅方式固有的噪聲,且響應迅速,檢測能力更強。其可用于創(chuàng)建低成本、高效的非制冷紅外探測器和成像系統(tǒng),用于遙感、熱成像和醫(yī)學診斷等各種領域。 \);4F=h}f r `eU~7 目前,波長范圍介于8至12微米范圍內(nèi)的長波紅外(LWIR)探測在天文學、氣候科學、材料分析和安全等領域至關重要。但由于光子能量較低,實現(xiàn)室溫LWIR探測一直面臨巨大挑戰(zhàn)。 ./$cMaDJ wYlf^~#" 目前可用的LWIR探測器大致分兩種類型:冷卻探測器和非冷卻探測器。兩者各有優(yōu)劣:冷卻探測器具有極好的探測能力,但需要低溫冷卻,這使其價格昂貴,并限制了其實用性;非制冷探測器可在室溫下工作,但熱噪聲高,探測率低,響應慢。研制出低成本、高靈敏度、快速的紅外探測器/相機面臨科學和技術方面的挑戰(zhàn)。 CpQN,-4 lKgKtQpi 錢達小組開發(fā)的最新方法為高靈敏度、非制冷LWIR檢測提供了范式轉(zhuǎn)變,有望催生非制冷LWIR檢測方案。該方案具有高靈敏度、低成本、容易與電子讀出電路集成等優(yōu)點。
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