新方法提高了紅外成像的性能

上圖所示為掃描電子顯微鏡拍攝的夾在兩個通道間的空氣間隙的圖像。（圖片來源:西北大學）

西北大學工程學院的Manijeh Razeghi等人開發的一種新方法能極大地減少由於雙波段長波長光電探測器之間存在頻譜交叉而造成的一種圖像失真。

這項工作為新一代的高光譜-對比度紅外成像設備打開了大門，這些設備將在醫學、國防與安全、行星科學和藝術保護等領域得到較為廣泛的應用。

「雙頻光電探測器在紅外成像中提供了許多優勢，包括更高質量的圖像和用於圖像處理演算法的更多可用數據，」麥考米克工程學院(McCormick School of Engineering)電子與計算機工程教授沃爾特·p·墨菲(Walter P. Murphy)說。「然而，這兩種通道之間的頻譜交叉干擾會限制性能，導致頻譜對比度較差，並阻礙紅外相機技術發揮其真正的潛力。」

最新發表的一篇論文就概述了她的這項研究工作，題為「抑制雙波段長波長紅外光電探測器中的光譜串擾與單片集成氣隙的分散式布拉格反射器」，最近發表在《IEEE量子電子學IEEE Journal of Quantum Electronics》雜誌上。

雙波段成像允許通過單個紅外攝像機在多波長通道中看到物體。例如，在夜視攝像頭中使用雙波段檢測可以幫助佩戴者更好地區分移動目標和背景中的物體。

光譜串擾是當來自一個波長通道的一部分光被第二個通道吸收時發生的一種畸變。隨著探測波長的延長，問題變得更加嚴重。

為了抑制這種情況，Razeghi和她的量子設備中心團隊開發了一個新版本的分散式布拉格反射器(DBR)，利用一種高折射的分層材料，放置在分離兩個波長的通道之間實現。

儘管分散式布拉格反射器已經被廣泛用作反射目標波長的濾光片，但Razeghi的團隊是第一個對結構進行調整，在II型銻超晶格光電探測器(一種研究人員先前研究過的夜視攝像機的重要元件)中分割兩個通道的團隊。

為了測試他們的設計，研究小組比較了兩個長波長紅外光電探測器在有空氣間隙的分散式布拉格反射器和沒有空氣間隙的分散式布拉格反射器的情況下的量子效率水平。他們發現，當使用氣隙分散式布拉格反射器時，顯著的光譜抑制，量子效率水平低達10%。結果通過理論計算和數值模擬分別得到證實。

來源：https://phys.org/news/2019-02-method-infrared-imaging.html

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