人工微纳结构增强长波及甚长波红外探测器

作     者：葛浩楠 谢润章 郭家祥 李庆 余羿叶 何家乐 王芳 王鹏 胡伟达 Ge Hao-Nan;Xie Run-Zhang;Guo Jia-Xiang;Li Qing;Yu Yi-Ye;He Jia-Le;Wang Fang;Wang Peng;Hu Wei-Da

作者机构：中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第11期

页      面：99-116页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2020YFB2009300) 国家自然科学基金(批准号:62122081,62134009) 上海市自然科学基金(批准号:22ZR1472500) 中国科学院青年创新促进会资助的课题 

主　　题：红外探测器 人工微纳结构 长波甚长波红外 等离激元 

摘      要：红外探测器具有把物体辐射的光子信息转换为电信号的能力,拓宽了人们观察自然环境与人类活动的边界.当前,长波及甚长波红外探测器已在大气监测、夜间侦查、深空探测等领域有诸多应用.随着各国对高端红外探测器要求的快速提升,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度以及多维探测等性能指标的瓶颈日益凸显.基于微纳光学理论设计的人工微纳结构,可实现其与红外光子的高效耦合,综合调控红外光场的振幅、偏振、相位及波长等自由度.为拓展红外探测器额外的调控自由度,进而在实现高量子效率的同时,兼顾较高的响应速率与优异的偏振或波长选择性,集成红外探测器与人工微纳结构的研究思路近年来被广泛应用.本文讨论了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测领域的应用进展,详述了表面等离激元、局域等离激元、谐振腔结构、陷光结构、超透镜、赝表面等离激元、间隙等离激元和声子极化激元等机制的应用现状及各机制固有的优劣势,进而指出了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测应用的发展前景与方向.