Новый метод, разработанный Маниже Разеги из Northwestern Engineering, значительно уменьшил тип искажения изображения, вызываемого наличием спектральных перекрестных помех между двухдиапазонными длинноволновыми фотодетекторами.
Данная работа позволяет создать совершенно новое поколение высокоспектрально-контрастных устройств инфракрасной визуализации, которые можно будет использовать в медицине, обороне, планетологии и сохранении произведений искусства.
«Двухдиапазонные фотодетекторы могут предложить массу преимуществ в области инфракрасной визуализации, в том числе создание высококачественных изображений и получение большего количества данных для алгоритмов их обработки. Однако производительность данных устройств может быть ограничена спектральными перекрестными помехами между двумя каналами, что приводит к посредственному спектральному контрасту и не позволяет технологии инфракрасных камер достичь своего истинного потенциала», – отметила Разеги, профессор электротехники и вычислительной техники в Школе инженерных и прикладных наук им. Роберта Маккормика.
Недавно в журнале IEEE Journal of Quantum Electronics была опубликована статья с изложением ее работы под названием «Подавление спектральных помех в двухдиапазонных длинноволновых инфракрасных фотодетекторах с помощью монолитно-интегрированных распределенных брэгговских отражателей с воздушным зазором».
Двухдиапазонная визуализация позволяет видеть объекты в каналах с несколькими длинами волн через одну инфракрасную камеру. Например, использование двухдиапазонного обнаружения в камерах ночного видения может помочь их владельцу лучше различать движущиеся цели и объекты, расположенные на заднем плане.
Спектральные перекрестные помехи – это тип искажения, которое возникает, когда часть света из канала с одной длиной волны поглощается вторым каналом. Решить проблему оказывается труднее, поскольку волны обнаружения становятся еще длиннее.
Чтобы подавить это искажение, Разеги и ее группа в Центре квантовых устройств разработали новую версию распределенного брэгговского отражателя (РБО) – хорошо преломляющего слоистого материала, размещенного между каналами, разделяющими две волны с разной длиной.
В то время как РБО широко используются в качестве оптических фильтров для отражения целевых длин волн, команда Разеги смогла первой адаптировать данную структуру для разделения двух каналов в сверхрешеточном фотодетекторе с антимонидным типом II – важном элементе камер ночного видения, которые исследователи ранее изучали.
Чтобы проверить свою конструкцию, команда сравнила уровни квантовой эффективности двух длинноволновых инфракрасных фотодетекторов с воздушным зазором РБО и без него. Они обнаружили, что при использовании РБО спектральные перекрестные помехи значительно уменьшаются. Результаты были подтверждены с применением теоретических расчетов и численного моделирования.