En ny metod som utvecklats av Northwestern Engineerings Manijeh Razeghi har avsevärt minskat en typ av bildförvrängning som orsakas av närvaron av spektral överhörning mellan långvågiga dubbelbandsfotodetektorer.

Arbetet öppnar dörren för en ny generation av infraröda bildapparater med hög spektralkontrast med tillämpningar inom medicin, försvar och säkerhet, planetvetenskap, och konstbevarande.

"Dubbelbandsfotodetektorer erbjuder många fördelar inom infraröd bildbehandling, inklusive bilder av högre kvalitet och mer tillgänglig data för bildbehandlingsalgoritmer, sa Razeghi, Walter P. Murphy Professor i elektro- och datorteknik vid McCormick School of Engineering. "Dock, prestanda kan begränsas av spektral överhörningsstörning mellan de två kanalerna, vilket leder till dålig spektralkontrast och förhindrar infraröd kamerateknik från att nå sin verkliga potential."

Ett papper som beskriver hennes arbete, med titeln "Undertrycka spektral överhörning i dubbelbandiga långvågiga infraröda fotodetektorer med monolitiskt integrerade luftglappade distribuerade Bragg-reflektorer, " publicerades nyligen i IEEE Journal of Quantum Electronics .

Dual-band imaging gör att objekt kan ses i flera våglängdskanaler genom en enda infraröd kamera. Användningen av dubbelbandsdetektering i mörkerseende kameror, till exempel, kan hjälpa bäraren att bättre skilja mellan rörliga mål och föremål i bakgrunden.

Spektral överhörning är en typ av distorsion som uppstår när en del av ljuset från en våglängdskanal absorberas av den andra kanalen. Problemet blir allvarligare när detektionsvåglängderna blir längre.

För att undertrycka det, Razeghi och hennes grupp i Center for Quantum Devices utvecklade en ny version av en distribuerad Bragg-reektor (DBR), en högbrytande, skiktat material placerat mellan kanaler som skiljer de två våglängderna åt.

Medan DBR har använts i stor utsträckning som optiska filter för att reflektera målvåglängder, Razeghis team är det första att anpassa strukturen för att dela två kanaler i en antimonid typ II supergitter fotodetektor, en viktig del av mörkerseende kameror som forskarna tidigare studerat.

För att testa deras design, teamet jämförde kvanteffektivitetsnivåerna för två långvågiga infraröda fotodetektorer med och utan luftgap DBR. De fann anmärkningsvärd spektral undertryckning, med kvanteffektivitetsnivåer så låga som tio procent, när du använder luftgap DBR. Resultaten bekräftades med hjälp av teoretiska beräkningar och numerisk simulering.