חדש, רגיש במיוחד, בעלות נמוכה עבור טכניקת מדידת אור בטווח קרוב אינפרא אדום

Published on August 25, 2009 at 9:17 PM

במה עשויה להיות התפתחות גדולה עבור מדענים בתחומים הנעים בין זיהוי פלילי על תקשורת קוונטית, חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) פיתחו חדשה, רגישה מאוד, בעלות נמוכה טכניקה למדידת אור בעתיד הקרוב אינפרא אדום טווח. הטכניקה יכולה למדוד את ספקטרום של אורכי גל מסוימים של אור אינפרא אדום ליד בשימוש נרחב בתחום התקשורת, כמו גם את אור אינפרא אדום חלשים מאוד פוטון יחיד רמות ניתנה הנחה על ידי biomaterials ננו שביר. הם תיארו את התוצאות שלהם בגיליון האחרון של אופטיקה .*

Niobate ליתיום מוליך גל (משמאל למטה) משלבת לייזר המשאבה ואת אות קרוב אינפרא אדום, "מעלה המרת" את האות אורך גל הנראה. שתי מנסרות (מימין) להפריד את האות מן הקורה המשולבת ולשלוח אותו גלאי photodiode מפולת (למעלה משמאל), אשר קורא את האות למעלה המרה. אשראי: NIST

גלאי פוטון יחיד הוא המכשיר המפתח הדרוש כדי לבנות מכשירים רגישים ביותר למדידת ספקטרום. במשך 30 השנים האחרונות, מדענים התקדמות יציבה להגדיל את היעילות ואת הרגישות של גלאי הפוטון גלוי אולטרה סגול בעוד שיטות לאיתור פוטונים בודדים חמקמק בטווח (NIR) קרוב אינפרא אדום לא היסס. השיטות כיום בשימוש יותר מדי סטטי עמוס, לא יעיל ואיטי, או לסמוך על גלאי מוליך, אשר דורשים יקר, טמפרטורה נמוכה סביבות הפעלה. הקבוצה NIST, ליג'ון מא, סלאטרי אוליבר שיאו טאנג, רצה לפתח דרך להשתמש הגלאים הקיימים כגון גלאי מפולת photodiode (APD), אשר עובד טוב מאוד לגילוי האור הנראה נמצאים בשימוש נרחב, אך אינן יעילות לצורך זיהוי של ניר.

הגישה שלהם היתה להתאים טכניקה שפותחה לפני שנתיים ב NIST עבור הצפנה קוונטית כי "עד ממירה" פוטונים בתדר אחד בתדר גבוה יותר. הטכניקה מקדם את הפוטונים אינפרא אדום טווח של עד הנראה באמצעות לייזר חזק, מתכונן. במהלך תהליך ההמרה תדר, הלייזר צר הלהקה משאבת סורק את אותות אינפרא אדום פוטונים וממיר רק אלה שיש להם את הקיטוב אורך הגל הרצוי אל האור הנראה. לאחר המרה אל האור הנראה, פוטונים האות מזוהים בקלות על ידי APDs זמינים מסחרית. לדברי טאנג, המערכת החדשה מאפשרת מדידה של ספקטרום עם רגישות של יותר מ -1,000 פעמים כי מסחרי המכשירים הנפוצים הספקטרום האופטי.

"הישג המפתח שלנו כאן היה להקטין את הרעש, אבל ההצלחה שלנו לא היה אפשרי ללא שנים רבות של עבודה על ידי אחרים בתחום זה", אומר טאנג. "אנו מקווים כי התגלית שלנו יהיה לפתוח דלתות לחוקרים ללמוד מחלות, תרופות, תקשורת מאובטחת ופשעים אפילו לפתרון. אנו שמחים מאוד כדי להפוך את הטכנולוגיה הזו זמינה הקהילה המדעית גדול יותר. "

* ל מא, א 'ו - X. סלאטרי טאנג. מחקר ניסיוני של ספקטרומטר אינפרא אדום עם רגישות גבוהה מוליך גל מבוססי גלאי למעלה המרה. אופטיקה. Vol. 17, מס '16. 3 אוגוסט 2009.

Last Update: 3. October 2011 07:56

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit