WPI-MANA创建用于红外光谱的新型片上传感器

一个队在国际材料Nanoarchitectonics,国家材料科学研究所(NIMS)的单位,创造了一种新型的多波长红外传感器,能够检测特定波长的热辐射。它可能具有一系列应用,包括特定于温度/材料的成像和空气污染的遥感。

红外光谱是一种强大的技术,可通过分析化学物质的振动吸收来鉴定化学物质,以及表征窄带隙半导体,量子阱发射器和热吸收剂的光学特性。

每种材料都有其自己的特征发射光谱。例如,气体具有清晰的发射线,并且光谱仪可以识别特定类型的气体分子。但是,大多数红外传感器没有波长分辨率,无法检测整个积分强度,从而限制了可以从材料中获取的信息。

MANA的新型传感器具有超窄带分辨率和高方向性,因此无需预先校准其发射强度和温度,即可检测气体并测量物体的温度。

它可以检测特定波长的热辐射并限制其入射方向。该小组在金属表面上对周期性的电磁纳米吸收剂进行了构图,以便入射的热辐射绕吸收剂的表面进行衍射和传播。衍射波与周期性金属表面上的表面等离激元极化子杂交,并产生热信号,同时它在入射热辐射的角度和波长范围非常狭窄的窗口中传播。

结果是世界上性能最高的此类传感器,其波长分辨率高达50 nm,方向性优于+ -1度,并且多波段红外传感器安装在单个芯片上。

这可能会带来一系列新产品,包括用于真温高温测定,气体成像,具有高角度分辨率的位置和运动感测,材料特定的成像以及环境感测的微型光谱红外设备。

这项研究是由Tadaaki Nagao(MANA首席研究员,光子学纳米工程小组,MANA,NIMS的小组负责人)及其合作者进行的。

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