在最新研究中,钱达等人使用了一种特殊的相变材料,当光线照射这种材料时,它会改变形状,产生稳定的电路振荡。当光子撞击材料时,它会改变电路振荡的频率,频率的变化程度取决于光线的强度。
钱达解释称,光子的撞击(入射)会调制振荡电路的频率,这种调频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。其可用于创建低成本、高效的非制冷红外探测器和成像系统,用于遥感、热成像和医学诊断等各种领域。
目前,波长范围介于8微米至12微米范围内的长波红外(LWIR)探测在天文学、气候科学、材料分析和安全等领域至关重要。但由于光子能量较低,实现室温LWIR探测一直面临巨大挑战。
目前可用的LWIR探测器大致分两种类型:冷却探测器和非冷却探测器。两者各有优劣:冷却探测器具有极好的探测能力,但需要低温冷却,这使其价格昂贵,并限制了其实用性;非制冷探测器可在室温下工作,但热噪声高,探测率低,响应慢。研制出低成本、高灵敏度、快速的红外探测器/相机面临科学和技术方面的挑战。
钱达小组开发的最新方法为高灵敏度、非制冷LWIR检测提供了范式转变,有望催生非制冷LWIR检测方案。该方案具有高灵敏度、低成本、容易与电子读出电路集成等优点。
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