东北大学开发创新光学微芯片 适合传感和通信应用

2024-09-05 玩车行家 万阅读 投稿:admin

红外光是看不见的光线,但人们可以感受到它是热的。这些光线位于电磁波谱中的红光之外,可用于夜视摄像头,以及被动物用来在黑暗环境中探测猎物。

(图片来源:东北大学)

红外光谱学探索红外光如何与物质相互作用,可以发挥重要作用,并帮助研究人员在一系列领域取得了进展,如药物测试、材料科学和环境监测等。这些研究通常需要使用昂贵的仪器,由于使用广泛、笨重、庞大的光源和探测器,这些仪器的成本高达数万美元。

据外媒报道,美国东北大学(Northeastern University)计算机与电子工程系的研究人员正在开发新型光学芯片,有望降低成本并将其缩小至掌上型仪器的尺寸。

东北大学教授Srinivas Tadigadapa表示:“目前,如果想进行此类光谱分析,人们必须使用非常大且笨重的设备。我们所做的是将这些光源小型化并使其达到芯片级规模,将来有可能将它们置入手机或其他下一代智能设备中。”

研究人员利用先进的量子力学技术来开发这项技术。所使用的主要方法之一涉及量子物理概念——连续体束缚态(BIC)。这种方法利用结构材料内的特定波形和共振,以创建能够产生类似于激光的相干单波长光源的芯片。

Tadigadapa表示:“研究人员所做的不是使用激光,而是通过在热板上加热的芯片来产生类似激光的光。我们使用的材料非常简单且易于获取,而且制造这种设备的流程设计得非常巧妙。”他指出,一旦实现大规模开发,这些芯片就可以最低成本进行生产。

该光学芯片能够产生在中红外范围内10-12微米的光,而这是分子检测和分析的重要范围。Tadigadapa实验室的博士生Soheil Farazi表示,对于一系列传感和无线通信技术,相干单波长光源必不可少。因为发出太多波长的光源是不必要的,并且会使信号解释复杂化。

目前,该技术处于早期开发阶段,重点是增强芯片的可调谐性,并提高其发射特性的精确度。

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