+86-591-83855102

图片展示
搜索

新闻详情 更多+

研究人员发现光子探测新技术有哪些?


  1.中佛罗里达大学研究员、纳米科学与技术中心教授Debashis Chanda开发了一种探测光子的新技术,光子是从可见光到无线电频率并承载细胞通信的基本粒子发挥着重要作用。

  这一进步可能会导致各个领域的技术更加精确和高效,从改进的医学成像和通信系统到加强的科学研究,甚至可能增强的安全措施。

  光子探测通常依赖于电压或电流幅度变化的调制。但Chanda开发了一种通过调制振荡电路的频率来检测光子的方法,为超灵敏光子检测铺平了道路。



  2.Chanda的方法使用一种特殊的相变材料(PCM),当光线照射到它时,它会改变其形状,从而产生稳定的电节律或稳定的电路振荡。当光子撞击材料时,它会改变节奏的速度或振荡的频率。节奏变化的程度取决于光的强度,类似于人声改变收音机声音的方式。

  这一新进展最近发表在《先进功能材料》上。

  8至12微米波长范围内的长波红外(LWIR)探测对于天文学、气候科学、材料分析和安全非常重要。然而,由于光子能量较低,室温下的长波红外探测一直是一个长期的挑战。


  3.目前可用的长波红外探测器可分为两类:制冷型和非制冷型探测器,两者都有各自的局限性。

  尽管冷却探测器具有出色的探测能力,但它们需要低温冷却,这使得它们价格昂贵并限制了它们的实际应用。另一方面,非冷却探测器可以在室温下运行,但由于室温运行固有的热噪声较高,因此检测能力较低且响应时间较慢。低成本、高灵敏度、快速的红外探测器/相机仍然面临科学和技术挑战。


  这是长波红外相机除了国防部和特定太空应用之外没有广泛使用的主要原因。


  Chanda说:“与目前所有的光子探测方案不同,光功率会改变电压或电流的幅度(幅度调制AM),在提出的方案中,光子的撞击或入射会调制振荡电路的频率,并被检测为频率偏移,从而为噪声提供固有的鲁棒性,本质上就是AM。”

  Chanda说:“我们基于调频的方法产生了出色的室温噪声等效功率、响应时间和检测率。这种基于调频的光子探测概念可以在基于其他相变材料的任何光谱范围内实现。”

  Chanda说:“我们的研究结果将这种新型的基于调频的探测器作为独特的平台,用于制造低成本、高效率的非制冷红外探测器和成像系统,用于各种应用,如遥感、热成像和医学诊断。我们坚信,通过适当的行业规模封装,性能可以进一步提高。”

  Chanda团队提出的概念为高灵敏度、非制冷长波红外检测提供了范式转变,其中噪声限制了检测灵敏度。研究结果有望实现一种新型非制冷长波红外检测方案,该方案灵敏度高、成本低,并且可以轻松与电子读出电路集成,无需复杂的混合。


  延伸阅读:


  光子探测新技术在性能、效率和应用范围方面带来了许多优势,以下是一些主要优点:


  1.灵敏度高

  新型单光子探测技术极其灵敏,可以探测单光子。这使得它们能够在需要精确控制和测量光子的量子通信和量子计算等应用中发挥关键作用。


  2.时间分辨率高

  这些新技术通常具有非常快的时间响应,可以实现皮秒或纳秒级的计时精度。这对于实时成像、高速数据通信和高精度测量等领域至关重要。


  3.宽光谱响应

  一些新型光子探测器被设计为在更宽的光谱范围内工作,从可见光到近红外甚至太赫兹波段。这种广泛的光谱响应使它们适合各种应用。

  4.低噪声和暗计数率

  通过使用新材料和优化器件结构,新型光子探测技术可以降低背景噪声和暗计数率,从而提高信噪比和探测精度。


  5.小型化、集成化

  现代光子探测器正向小型化、集成化方向发展,这有利于在有限的空间内安装更多探测器,简化系统设计和维护。


  6.能量分辨率增强

  对于X射线和伽马射线等高能光子,能量分辨率是一个重要参数。新开发的技术可以提供更高的能量分辨率,这在材料分析和核医学等领域非常重要。


  7.应用领域更广

  随着技术的进步,新型光子探测器被应用于越来越多的领域,包括空间科学、遥感、医学成像、生物研究、安全检查和环境监测等。


  8.成本效益

  虽然一些最新的光子探测技术可能仍然相对昂贵,但随着量产和研发成本的下降,许多设备的成本已经变得更加合理,使得更多的用户能够负担得起。

  总的来说,光子探测新技术不仅提高了光子探测的性能,而且拓宽了其在各个领域的应用潜力。


欧光科技(福建)有限公司

地址:福建省福州市仓山区建新镇西三环智能产业园

邮编:350011  电话:0591-83855102

Copyright 2018  版权所有 闽ICP备18011664号-1

在线咨询

您好,请点击在线客服进行在线沟通!

联系方式
24小时热线电话
0591-83855102
E-mail地址
uki@rb-optics.com
扫一扫二维码
二维码
添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功
添加微信好友,详细了解产品
我知道了