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國外研發用于紅外光譜的新型多波長紅外傳感器

儀表研發 2019年11月19日 11:44:12 來源:傳感器專家網人氣:12984
  【儀表網 儀表研發】據外媒報道,美國國家材料科學研究所(NIMS)下屬的國際材料納米結構中心(WPI-MANA)的一個研究小組發明了一種新型多波長紅外傳感器,能夠探測特定波長的熱輻射。該新型多波長紅外傳感器具有一系列應用,包括溫度、材料的特定成像和空氣污染的遙感等。
 
  紅外光譜技術是一種通過分析化學物質的振動吸收來識別化學物質的強有力的技術,也是表征窄禁帶半導體、量子阱發射器和熱吸收體光學特性的有力手段。一般來說,每種材料都有自己的特征發射光譜,例如,氣體有尖銳的發射線,光譜儀可以識別特定類型的氣體分子。然而,大多數紅外傳感器沒有波長分辨率,無法檢測整個集成強度,從而限制了可以從材料中獲取的信息。
 
  WPI-MANA的新型多波長紅外傳感器具有超窄帶分辨率和高方向性,因此它可以感應氣體并測量物體的溫度,而無需預先校準其發射強度和溫度。
 
  該新型多波長紅外傳感器可以探測特定波長的熱輻射,并限制其入射方向。研究小組在金屬表面繪制了周期性的電磁納米吸收劑的圖案,以便入射的熱輻射平行于吸收劑的表面進行衍射和傳播。衍射波在周期性金屬表面上與表面等離子體激元雜化,并產生熱信號,同時它在非常狹窄的窗口中以入射熱輻射的角度和波長范圍傳播。
 
  其應用結果是,若在單個芯片上安裝多波段紅外傳感器,其波長分辨率高達50 nm,指向性優于±1°,該新型多波長紅外傳感器或將成為世界上性能的紅外傳感器。同時這也有可能會帶來一系列新產品,包括用于真溫高溫測量、氣體成像、高角度分辨率的位置和運動傳感、材料特定成像和環境感測的微型光譜紅外設備。
 
  據悉,這項研究是由長谷俊彥(MANA研究員、光子學納米工程小組組長)和他的合作者進行的。
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