Технология усиления оптических сигналов для фотодетектеров в 100 тысяч раз
Специалисты ДВФУ, ИАПУ ДВО РАН и ИТМО вместе с гонконгскими коллегами создали технологию лазерной печати метаповерхностей. Она упростит производство компактных и чувствительных ИК-сенсоров и оптических чипов. Об этом сообщает портал АК&М.
Метаповерхность — упорядоченный слой наноструктур, по толщине в тысячи раз меньше волоса. Несмотря на миниатюрность, она заменяет линзы и дифракционные решетки, управляя светом. Прежние методы требовали дорогой литографии, процесс напоминал выпуск микросхем.
Вместо литографии применили фемтосекундный лазер. Устройство испускает сверхкороткие импульсы и аккуратно деформирует тонкую золотую пленку. При этом возникают микроскопические бугорки, которые в правильном порядке работают как метаповерхность, усиливающая инфракрасное излучение.
Эффект основан на связанных состояниях в континууме: свет застревает на поверхности, отражается внутри и концентрируется в точке. Так слабые сигналы усиливаются в сотни тысяч раз. В опыте усиление нелинейного сигнала составило около 100 000 раз по сравнению с гладкой пленкой.
Параметры бугорков и расстояния между ними позволяют настраивать устройство на волны 1,3–8 мкм. Для проверки метаповерхность напечатали на электродах полевого транзистора, применив квантовые точки теллурида ртути. Гибридный фотодетектор дал заметно больший фототок. Технология открывает путь к новым сенсорам и детекторам для медицины, безопасности и промышленности.
