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不再基于电压或电流幅度变化,基于调频的光子探测新技术

2023-12-18 18:02:13 综合报道 阅读:
最近,美国中佛罗里达大学的研究团队开发出了一种通过调制振荡电路频率来检测光子的新方法,为超灵敏的光子检测铺平了道路,这种基于调频的方法可用于创建低成本且高效的非制冷红外探测器和成像系统···

8-12μm波长范围内的长波红外(LWIR)检测对于天文学、气候科学、材料分析和安全极为重要。然而,由于光子能量较低,室温下的长波红外检测一直是一个长期存在的挑战。Si5ednc

目前可用的长波红外探测器大致可分为两种类型:制冷型和非制冷型探测器,两者都有各自的局限性。制冷型探测器具有出色的探测能力,但它们需要低温冷却,这使得它们价格高昂并限制了其实际实用性。另一方面,非制冷型探测器可以在室温下运行,但由于室温运行固有的热噪声较高,因此检测率低且响应速度慢。因此业界急需低成本、高灵敏度、快速的红外探测器/相机。Si5ednc

最近,美国中佛罗里达大学的研究团队开发出了一种通过调制振荡电路频率来检测光子的新方法,为超灵敏的光子检测铺平了道路,这种基于调频的方法可用于创建低成本且高效的非制冷红外探测器和成像系统,相关成果发表在《先进功能材料》杂志上。Si5ednc

Si5ednc

常规的光子检测技术通常依赖于电压或电流幅度的变化/调制,而该研究团队使用了一种特殊的相变材料(PCM),当光线照射这种材料时,它会改变其形状,从而形成稳定的电路振荡。当光子撞击材料时,它会改变振荡的频率,具体变化的程度则取决于光的强度。这种检测方式从本质上可以降低调幅方式固有的噪声,且响应迅速,检测能力更强。Si5ednc

Si5ednc

基于调频的长波红外探测测量设备的设置Si5ednc

据悉,基于调频的通用光子检测也可以基于其他相变材料,并在所有的光谱范围内实现,未来这种方法可用于遥感、热成像和医疗诊断等各种应用。Si5ednc

责编:Ricardo
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