Работа, опубликованная на этой неделе в журнале Optics Express, от Оптического Общества (OSA), описывает новый тип портативных, полевых дружественных, середина инфракрасного датчика, который работает при комнатной температуре. Операция комнатной температуры, отмечает Андреаса Харрера из Центра TU-Wien микро – и Наноструктуры, Австрия и первый автор статьи, «важны для датчиков, чтобы быть достаточно энергосберегающими для портативных и переносных заявлений. Мы хотим проложить путь к технологии инфракрасного обнаружения, которая гибка в дизайне и отвечает всем требованиям для компактных интегрированных полевых применимых систем обнаружения».
Тип инструмента, разработанного Harrer и его коллегами, известен как квантовый датчик каскада или QCD. QCD – высокоскоростной датчик, состоявший из полупроводниковых устройств, что смысл определенные длины волны инфракрасного света и преобразовывает тот свет в пропорциональные электрические сигналы.
Уникальный аспект дизайна, описанного Harrer и его коллегами, – то, что это состоит из 8 x 8 множеств пикселей, каждого квадрата на приблизительно 110 микронов. Настройка достигнута, определенно приспособившись хорошо и размеры барьера к длине волны 4,3 микронов.
Число пикселей, используемых в QCD, Харрер говорит, может быть легко расширено. «Используемая технология роста и обработки может быть адаптирована и расширена на большие размеры множества и меньшие размеры пикселя», говорит он. «Это важно, чтобы достигнуть рентабельных устройств отображения с высоким разрешением в будущем».Длина волны на 4,3 микрона, обнаруженная элементами QCD, представляет одну из трех узких длин волны, в которых молекулы CO2 поглощают инфракрасную радиацию.
Будущие заявления, предполагаемые для устройства, с «беспилотными роботами поиска и спасения, которые обнаруживают жертв стихийного бедствия, например, на основе содержания CO2 их выдохнутого дыхания», сказал Харрер.Длина волны на 4,3 микрона также находится в пределах так называемой середины инфракрасного режима, который также упоминается как химическая область «отпечатка пальца» электромагнитного спектра. Вращательно-вибрационные спектры поглощения многих химических соединений найдены в этом диапазоне длины волны.
Другими словами, когда молекулы поглощают инфракрасную радиацию, которая находится в пределах этого диапазона длины волны, они волнуют эти молекулы более высокое состояние вибрации, где они вращаются и вибрируют в отличительных, характерных образцах – образцы «отпечатка пальца», которые могут использоваться, чтобы определить конкретные химические разновидности. Эта идентификация очень точна, и будет увеличена с помощью этих датчиков QCD.
Потенциал для расширенного обнаружения в дистанционном зондировании на уровне 4,3 микронов обещает со спектрально суженным QCDs, описанным Harrer и коллегами.