多维度红外光电探测器

红外光电探测器可以获取目标反射和自发的红外辐射,具有抗干扰性强、全天候观测、探测距离远、分辨率高等优点,在国防、通信、遥感、航天等领域中扮演着不可替代的角色。从20世纪40年代第一代低像素探测器的应用到90年代末第三代SWaP^(3)概念的提出,红外光电探测器正经历着变革性发展。专注于阵列规模、灵敏度、分辨率等性能指标提高的传统光电探测器利用光强度信息进行成像,无法满足未来目标多样化、环境复杂化、任务多元化等发展需求。多维度光信息的获取为提升红外探测器性能提供了新途径,除强度信息外,通过红外光电探测器可以获取光的波长、动量、偏振和相位等本征信息,也可利用光的传输时间获取光程信息。本文面向多维度红外探测发展需求,聚焦波长、偏振、光程和相位四个方面的特征,从新原理、新材料、新结构等方面综述了近年来多维度红外光电探测器的研究进展,进而提出对多维度红外探测器发展方向的思考和展望。

人工微纳结构增强长波及甚长波红外探测器

红外探测器具有把物体辐射的光子信息转换为电信号的能力,拓宽了人们观察自然环境与人类活动的边界.当前,长波及甚长波红外探测器已在大气监测、夜间侦查、深空探测等领域有诸多应用.随着各国对高端红外探测器要求的快速提升,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度以及多维探测等性能指标的瓶颈日益凸显.基于微纳光学理论设计的人工微纳结构,可实现其与红外光子的高效耦合,综合调控红外光场的振幅、偏振、相位及波长等自由度.为拓展红外探测器额外的调控自由度,进而在实现高量子效率的同时,兼顾较高的响应速率与优异的偏振或波长选择性,集成红外探测器与人工微纳结构的研究思路近年来被广泛应用.本文讨论了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测领域的应用进展,详述了表面等离激元、局域等离激元、谐振腔结构、陷光结构、超透镜、赝表面等离激元、间隙等离激元和声子极化激元等机制的应用现状及各机制固有的优劣势,进而指出了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测应用的发展前景与方向.