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超高速太赫兹阵列成像芯片研制成功

发布时间:2021-08-29 人气:

本文摘要:高速光学技术是太赫兹(THz)技术应用领域的最重要研究方向之一,它在材料分析、高能物理过程分析、生物医学光学、人体安全检查等方面具备最重要的应用于价值。然而低温给定朗读电路的缺少,使得较慢号召光子型焦平面阵列探测器的设计十分困难,进而导致THz高速与动态光学技术的研究进展较慢。

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高速光学技术是太赫兹(THz)技术应用领域的最重要研究方向之一,它在材料分析、高能物理过程分析、生物医学光学、人体安全检查等方面具备最重要的应用于价值。然而低温给定朗读电路的缺少,使得较慢号召光子型焦平面阵列探测器的设计十分困难,进而导致THz高速与动态光学技术的研究进展较慢。

为解决问题这一难题,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员曹俊诚领衔的研究团队使用分子束外延技术填充生长THz量子阱探测器(THzQWP)和发光二极管(LED)的方法,制取了可无像素光学的THz频率上切换光学芯片(THzQWP-LED,如图1)。该芯片的峰值观测频率为5.2THz,等效噪声功率达5.2pW⁄Hz0.5,等效光学像素为240×240。目前已完成该芯片与THz量子级联激光器(THzQCL)同步光学实验,构建了对THzQCL光斑几十微米量级散射条纹的动态光学(如图2),并在500ns内已完成了对THzQCL光斑的单帧高速光学(等同于两百万帧/s的光学速度)。

涉及研究成果公开发表在《科学报告》(ScientificReports6,25383,2016)上。上述光学芯片的顺利研制是THz高速光学技术的最重要进展,对该频段内高速、高能物理过程、材料分析以及生物医学光学等技术的发展具备最重要意义。


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