Empa
28.11.2022, 09:24 Uhr
Mini-Infrarot-Detektor passt auf einen Chip
Die Miniaturisierung von Infrarot-Detektoren ist entscheidend für ihre Integration in die nächste Generation von Unterhaltungselektronik, «Wearables» und Kleinstsatelliten. Doch heutige Bauteile sind sperrig und teuer. Empa-Forscher haben nun eine Lösung.
Der Versuchsaufbau: Ein roter Laser wurde verwendet, um den Strahlengang von der Faser in den Lichtwellenleiter und die Reflexion an einem Goldspiegel sichtbar zu machen. Die zwei Mikrosonden kontaktieren den Fotoleiter, der eine Grösse im Subwellenlängenbereich aufweist.
(Quelle: empa.ch)
Ein Forschungsteam unter der Leitung des Empa-Forschers Ivan Shorubalko haben ein kostengünstiges Miniaturisierungsverfahren für IR-Spektrometer auf Basis eines Quantenpunkt-Photodetektors entwickelt. Der Clou: Die Lösung lässt sich auf einem einzigen Chip integrieren. Details wurden in «Nature Photonics» publiziert.
Ultrakompaktes Design
Das neue Spektrometer weist eine grosse spektrale Bandbreite und eine moderate spektrale Auflösung von 50 cm-1 bei einem aktiven Gesamtvolumen des Spektrometers von unter 100 mal 100 mal 100 Mikrometer auf. Dieses ultrakompakte Design des Spektrometers ermöglicht es, optisch-analytische Messinstrumente relativ schnell und einfach in Unterhaltungselektronik und Raumfahrtgeräte zu integrieren.
«Die monolithische Integration von IR-Photodetektoren im Subwellenlängenbereich hat enorme Auswirkungen auf die Skalierung von Fourier-Transformations-Wellenleiterspektrometern. Unser Design könnte aber auch für miniaturisierte Raman-Spektrometer, für Biosensoren und ‹Lab-on-a-Chip›-Geräte sowie für die Entwicklung hochauflösender Hyperspektralkameras von Interesse sein», so Shorubalko.
