Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

January 28, 2013, Evanston--ハイパフォーマンス赤外(IR)カメラは、暗視ゴーグルや救難活動など民間および軍用途で極めて重要である。
現在のカメラは一般に、テクティブタイプかパッシブタイプのいずれかになる。アクティブタイプは、不可視のIR光源、通常近赤外か短波長のIR光源で照射する。パッシブタイプは、熱を持った対象物からの熱放射を検出するもので、一般に中赤外、長波長IRを利用するが、照射する必要はない。両方のタイプのカメラは、フィールドで長短両面がある。
両方のイメージングモードを1台のカメラに統合すると、新たな可能性が開かれるが、それには大きな課題があることが分かっている。これまで、デュアルモードのアクティブ/パッシブIRカメラは、異なる波長を収容するには、2つの異なるIRディテクタか、制御可能な複雑なフィルタのいずれかを必要とした。さらに、2つのモードから単一の画像を構成するために追加の信号処理が必要であった。
しかし、ノースウエスタン大学の量子デバイスセンタの研究チームは、アクティブ/パッシブIRイメージング機能をシングルチップに統合する方法を見出した。これにより、軽量、簡素なデュアルモードアクティブ/パッシブIRカメラを低消費電力で実現する道が開かれた。
研究チームは、新しい半導体材料InAs/GaSbタイプII超格子の量子特性エンジニアリングにより、この偉業を達成。研究チームは、旧来の水銀-カドミウム-テルル(HgCdTe)赤外カメラ技術を置き換える、パフォーマンスとコストの両面で優れたタイプII超格子を開発した。
タイプII超格子の独自のバンド構造エンジニアリングを用いて開発した新しい構造は、異なる層間隔、2つの異なる超格子を持つ。これにより、カットオフ波長2.2μm(アクティブモード)、4.5μm(パッシブモード)の検出が可能になった。この新しいデバイスは、極めて小さなバイアス変化によってパッシブからアクティブモードに切り替えることができる。
(詳細は、January 1 Optics Letters)