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光学突破改善夜视

2019-05-28

  澳大利亚研究人员合作的突破可以使红外线技术易于使用且价格低廉,可以使用传感设备在国防和其他领域节省数百万美元,并将技术应用推广到许多新领域,如农业。

  红外线装置用于通过雾和夜视以及可见光无法观察的视力改善; 高质量的探测器成本约为100,000美元(包括悉尼大学的设备),有些需要冷却到-200°C。

  现在,由悉尼大学的研究人员带头进行的研究表明,在仅仅几百个原子厚度的半导体层中光的吸收效率显着提高 - 从当前效率低至7.7%的光吸收率几乎达到99%。

  研究结果将发表在Optica杂志上。

  来自悉尼大学物理学院的合着者Martijn de Sterke教授表示,该团队发现完美的薄膜光吸收剂可以通过在其中蚀刻凹槽来创建。

  “传统的吸收剂增加了红外探测器的体积和成本,并且需要持续的功率来降低温度。超薄吸收剂可以减少这些缺点,”de Sterke教授说。

  “通过蚀刻薄膜中的细槽,光被引向侧面并且几乎所有光都被吸收,尽管材料量很少 - 吸收层的厚度不到人类头发厚度的1/2000,”他说。

  共同主要作者BjörnSturmberg博士在悉尼大学博士生的研究下,在澳大利亚可再生能源机构的支持下表示,研究结果不依赖于特定的材料,但可以应用于许多自然发生的弱吸收剂。

  “有许多应用可以从完美吸收超薄薄膜中获益,从防御和自主农业机器人到医疗工具和消费电子产品,”Sturmberg博士说。

  澳大利亚国家计算基础设施(NCI)主任和该论文的共同作者Lindsay Botten教授表示,与使用现有的薄膜光吸收器相比,这种结构的设计和制造要简单得多,这需要复杂的纳米结构,超材料和奇特的材料或难以创造的金属和非金属组合。

  “用更少的材料制作光电探测器可以获得很大的效率和灵敏度,”他说。

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