เครื่องตรวจจับอินฟราเรดมีบทบาทสำคัญในการลาดตระเวนทางทหาร การสำรวจระยะไกล การสื่อสาร การนำทางที่แม่นยำ การบินและอวกาศ และสาขาอื่นๆ และได้รับความสนใจเป็นระยะเวลายาวนาน-จากประเทศต่างๆ ทั่วโลก ด้วยคุณค่าการวิจัยที่สำคัญและโอกาสในการนำไปใช้ การรวมโครงสร้างไมโคร-นาโนและเครื่องตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการจับคู่โฟตอนและเส้นทางแสงที่เทียบเท่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำลายขีดจำกัดการดูดซึมของวัสดุจำนวนมากแบบดั้งเดิม ปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัมของอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และลดกระแสมืดของ อุปกรณ์ซึ่งเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับเครื่องตรวจจับอินฟราเรด-ประสิทธิภาพสูง การวิจัยให้วิธีการทางเทคนิคใหม่ การแนะนำ-ออปติคัลคัปปลิ้งประสิทธิภาพสูงและเอฟเฟกต์เฉพาะที่ของฟิลด์ออปติคัลความยาวคลื่นย่อย-นาโนโดยใช้โครงสร้างไมโคร-นาโน รวมกับการเพิ่มประสิทธิภาพระดับพลังงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมและวิธีการควบคุมอื่นๆ เพื่อปรับปรุง ประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องตรวจจับได้กลายเป็นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่ใช้งานและมีแนวโน้ม ทิศทางการวิจัย
According to Memes Consulting, recently, researcher Shi Haofei's research group from the Micro-Nano Manufacturing and System Integration Center of Chongqing Institute of Green Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences published a "Micro-Nano Structure Enhanced Infrared Detector" in the journal "Infrared and Laser Engineering". A review article on the topic of "Research Progress". Researcher Shi Haofei is mainly engaged in the research of graphene material preparation, micro-nano processing technology, infrared detection devices and so on.
การศึกษานี้สรุปการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องตรวจจับอินฟราเรดขนาดเล็ก-โครงสร้างนาโน-ที่ปรับปรุงประสิทธิภาพในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประการแรก ได้มีการแนะนำหลักการพื้นฐานของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่ปรับปรุงให้ดีขึ้นด้วยโครงสร้างไมโคร-นาโน และการจัดประเภทและการเปรียบเทียบจะทำขึ้นตามวัสดุและหน้าที่ต่างๆ ของโครงสร้างไมโคร-นาโน ความคืบหน้าในการวิจัยของโครงสร้างไมโคร-นาโนในเครื่องตรวจจับอินฟราเรดได้รับการอธิบาย ในที่สุด แนวโน้มการพัฒนาของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่ได้รับการปรับปรุงตามโครงสร้างไมโคร-นาโนจะถูกสรุปและคาดการณ์
เครื่องตรวจจับอินฟราเรดแบบใช้ซิลิคอน-ที่มีโครงสร้างไมโครรูลอาร์เรย์
ในด้านของเครื่องตรวจจับอินฟราเรด โครงสร้างไมโคร-นาโนถูกใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการมีเพศสัมพันธ์และอัตราการดูดกลืนของโฟตอน และในขณะที่รักษาการตอบสนองทางแสงของอุปกรณ์ ความหนาและปริมาตรของชั้นดูดซับของอุปกรณ์ ลดลงซึ่งจะช่วยลดกระแสมืดของอุปกรณ์และปรับปรุงอัตราการตรวจจับของอุปกรณ์ ในปัจจุบัน โครงสร้างไมโคร-นาโนที่ใช้ในการวิจัยเครื่องตรวจจับอินฟราเรดส่วนใหญ่ประกอบด้วย: โครงสร้างไมโคร-ไมโคร-ขนาดเล็กปานกลาง-โลหะบนพื้นผิว-ชนิดไมโคร{{5 }}โครงสร้างนาโน และ-ช่องพลาสโมนิกสามมิติ-ประเภทไมโคร-โครงสร้างนาโน นี่คือการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดโดยโครงสร้างจุลภาค ซึ่งสะท้อนให้เห็นครั้งแรกในเอฟเฟกต์การสะท้อนแสงบนสเปกตรัมเหตุการณ์ที่เฉพาะเจาะจงหรือแถบสเปกตรัมกว้าง อัตราการดูดกลืนแสงที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของเครื่องตรวจจับหมายความว่าสามารถใช้วัสดุชั้นดูดซับที่บางลงได้ และโครงสร้างไมโคร-นาโนเองก็สามารถลดปริมาตรของหน่วยไวแสงของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ภายในมืด กระแสของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณวัสดุลดลงอย่างมาก เพื่อปรับปรุงอัตราการตรวจจับและประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดต่อไป
การใช้โครงสร้างไมโคร-นาโนเพื่อให้ได้-การควบคุมคุณสมบัติโฟโตอิเล็กทริกของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดแบบหลายมิติและการวิจัยกลไกของกลไกนั้นเป็นพรมแดนของการวิจัยเครื่องตรวจจับอินฟราเรดในปัจจุบัน และเป็นทิศทางที่สำคัญสำหรับ การพัฒนาเครื่องตรวจจับอินฟราเรดรุ่นใหม่ในอนาคต อุปกรณ์ตรวจจับอินฟราเรดที่มีโครงสร้างนาโน-ขนาดเล็กยังคงประสบปัญหาและความท้าทาย เช่น ความเข้ากันได้ของกระบวนการ ประสิทธิภาพที่ถูกโค่นล้ม และความสามารถในการปรับตัว-ในการปรับตัวที่ปรับปรุงให้ดีขึ้น โครงสร้างไมโคร-นาโน-ขั้นสูงอุปกรณ์ตรวจจับอินฟราเรดจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่ทิศทางการวิจัยต่อไปนี้ในการพัฒนาในอนาคต: (1) CMOS-วิธีการออกแบบโครงสร้างอุปกรณ์ตรวจจับโครงสร้างจุลภาคที่เข้ากันได้และเทคโนโลยีการประมวลผล; (2) ในขณะเดียวกันก็มีบรอดแบนด์ความไวสูงและสัญญาณรบกวนต่ำ เทคโนโลยีการตรวจจับอินฟราเรดโครงสร้างไมโคร-นาโนที่มีคุณสมบัติครอบคลุม เช่น ความเร็วในการตอบสนองสูงและความเร็วในการตอบสนองสูง (3) อุปกรณ์ดัดแปลงที่มีความสามารถในการควบคุมแบบไดนามิก เช่น สเปกตรัมการตอบสนอง ด้วย-การศึกษาเชิงลึกของวัสดุใหม่ โครงสร้างใหม่ และกลไกใหม่ของเครื่องตรวจจับในอนาคต และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการรวมระบบ -โครงสร้างนาโน-อินฟราเรดที่ได้รับการปรับปรุง เครื่องตรวจจับจะแสดงศักยภาพที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งาน โดยให้การผสานรวมสูง ประสิทธิภาพสูง และ-ระบบตรวจจับอินฟราเรดต้นทุนต่ำนำเสนอโซลูชันใหม่
The first author of this article is Zhu Peng, an assistant researcher at the Center for Micro-Nano Manufacturing and System Integration, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences. He is mainly engaged in the research of micro-nano optical devices, the preparation of two-dimensional materials, and the development of new infrared detection devices.
GMKJ Technology is deeply engaged in healthy and smart light sources, providing a full range of UVA UVB UVC LED, infrared IR LED VCSEL products and solutions to the market. It has hundreds of high-quality partners in domestic and foreign markets to jointly promote the use of light technology to create a healthy and smart life.
