Um novo método desenvolvido por Manijeh Razeghi da Northwestern Engineering reduziu bastante um tipo de distorção de imagem causada pela presença de diafonia espectral entre fotodetectores de comprimento de onda longo de banda dupla.

O trabalho abre as portas para uma nova geração de dispositivos de imagem infravermelha de alto contraste espectral com aplicações na medicina, defesa e segurança, ciências planetárias, e preservação da arte.

"Os fotodetectores de banda dupla oferecem muitos benefícios em imagens infravermelhas, incluindo imagens de qualidade superior e mais dados disponíveis para algoritmos de processamento de imagem, "disse Razeghi, Walter P. Murphy Professor de Engenharia Elétrica e de Computação na Escola de Engenharia McCormick. "Contudo, o desempenho pode ser limitado pela interferência de cross-talk espectral entre os dois canais, o que leva a um contraste espectral pobre e evita que a tecnologia da câmera infravermelha alcance seu verdadeiro potencial. "

Um artigo descrevendo seu trabalho, intitulado "Suprimindo Spectral Crosstalk in Dual-Band Long-Wavelength Infrared Photodetectors with Monolithically Integrated Air-Gapped Distributed Bragg Reflectors, "foi publicado recentemente no IEEE Journal of Quantum Electronics .

A imagem de banda dupla permite que os objetos sejam vistos em vários canais de comprimento de onda por meio de uma única câmera infravermelha. O uso de detecção de banda dupla em câmeras de visão noturna, por exemplo, pode ajudar o usuário a distinguir melhor entre alvos móveis e objetos no fundo.

A diafonia espectral é um tipo de distorção que ocorre quando uma parte da luz de um canal de comprimento de onda é absorvida pelo segundo canal. O problema se torna mais grave à medida que os comprimentos de onda de detecção ficam mais longos.

Para suprimir isso, Razeghi e seu grupo no Center for Quantum Devices desenvolveram uma nova versão de um re? Etor Bragg distribuído (DBR), altamente refrativo, material em camadas colocado entre os canais que separam os dois comprimentos de onda.

Embora os DBRs tenham sido amplamente usados ​​como filtros ópticos para refletir os comprimentos de onda alvo, A equipe de Razeghi é a primeira a adaptar a estrutura para dividir dois canais em um fotodetector de superrede de antimonídeo tipo II, um elemento importante das câmeras de visão noturna que os pesquisadores estudaram anteriormente.

Para testar seu design, a equipe comparou os níveis de eficiência quântica de dois fotodetectores infravermelhos de comprimento de onda longo com e sem o DBR com intervalo de ar. Eles encontraram supressão espectral notável, com níveis de eficiência quântica tão baixos quanto dez por cento, ao usar o DBR com entreferro. Os resultados foram confirmados por meio de cálculos teóricos e simulação numérica.