人工微纳结构增强长波及甚长波红外探测器
作者:葛浩楠; 谢润章; 郭家祥; 李庆; 余羿叶; 何家乐; 王芳; 王鹏; 胡伟达
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红外探测器能够将物体辐射的光子信息转换为电信号,这拓宽了人们对自然环境的观察和人类活动之间的界限。目前,长波和甚长波红外探测器在大气监测、夜间探测、深空探测等领域有着广泛的应用。随着各国对高端红外探测器要求的快速提高,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度和多维检测等性能指标的瓶颈问题日益突出。基于微纳光学理论设计的人工微纳结构可以实现其与红外光子的有效耦合,全面调节振幅、红外光场的偏振、相位和波长。为了扩大红外探测器的附加控制自由度,实现高量子效率,同时兼顾高响应率和优异的偏振或波长选择性,近年来集成红外探测器和人工微纳结构的研究思路得到了广泛应用。本文综述了人工微纳结构在长波和超长波红外探测领域的应用进展。详细介绍了表面等离激元、局部等离子体激元、谐振腔结构、陷阱结构、超级透镜、赝表面等离激元、gap等机制在激元和声子和极化激元的应用现状和固有的优缺点。指出了人工微纳结构在长波和甚长波红外探测应用中的发展前景和方向。