Un nuovo metodo sviluppato da Manijeh Razeghi della Northwestern Engineering ha notevolmente ridotto un tipo di distorsione dell'immagine causata dalla presenza di diafonia spettrale tra fotorivelatori a doppia banda a lunghezza d'onda lunga.

Il lavoro apre le porte a una nuova generazione di dispositivi di imaging a infrarossi ad alto contrasto spettrale con applicazioni in medicina, difesa e sicurezza, scienze planetarie, e conservazione dell'arte.

"I fotorilevatori dual band offrono molti vantaggi nell'imaging a infrarossi, comprese immagini di qualità superiore e più dati disponibili per gli algoritmi di elaborazione delle immagini, " disse Razeghi, Walter P. Murphy Professore di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la McCormick School of Engineering. "Però, le prestazioni possono essere limitate dall'interferenza di diafonia spettrale tra i due canali, il che porta a uno scarso contrasto spettrale e impedisce alla tecnologia delle termocamere a infrarossi di raggiungere il suo vero potenziale."

Un documento che descrive il suo lavoro, intitolato "Soppressione della diafonia spettrale nei fotorivelatori a infrarossi a doppia banda a lunghezza d'onda lunga con riflettori di Bragg distribuiti monoliticamente integrati con traferro, " è stato recentemente pubblicato su IEEE Journal of Quantum Electronics .

L'imaging a doppia banda consente di vedere gli oggetti in più canali di lunghezza d'onda attraverso una singola telecamera a infrarossi. L'uso del rilevamento dual band nelle telecamere per la visione notturna, Per esempio, può aiutare chi lo indossa a distinguere meglio tra bersagli in movimento e oggetti sullo sfondo.

La diafonia spettrale è un tipo di distorsione che si verifica quando una parte della luce proveniente da un canale di lunghezza d'onda viene assorbita dal secondo canale. Il problema diventa più grave man mano che le lunghezze d'onda di rilevamento si allungano.

Per sopprimerlo, Razeghi e il suo gruppo nel Center for Quantum Devices hanno sviluppato una nuova versione di un riflettore di Bragg distribuito (DBR), un altamente rifrangente, materiale stratificato posto tra i canali che separa le due lunghezze d'onda.

Mentre i DBR sono stati ampiamente utilizzati come filtri ottici per riflettere le lunghezze d'onda target, Il team di Razeghi è il primo ad adattare la struttura per dividere due canali in un fotorivelatore a superreticolo di antimonide di tipo II, un elemento importante delle telecamere per la visione notturna che i ricercatori hanno precedentemente studiato.

Per testare il loro design, il team ha confrontato i livelli di efficienza quantistica di due fotorilevatori a infrarossi a lunghezza d'onda lunga con e senza il DBR air gap. Hanno trovato una notevole soppressione spettrale, con livelli di efficienza quantica a partire dal dieci percento, quando si utilizza il DBR con traferro. I risultati sono stati confermati mediante calcoli teorici e simulazione numerica.