石英调谐叉最近被用作可调激光二极管光谱的红外光电探测器,因为它们的响应率很高和快速响应时间。至于用于光电检测的所有灵敏元素,主要缺点是它们吸收光谱的有限带宽。对于石英晶体而言,高于5 µm的波长的高吸收性可确保在中红外范围内出色的性能,由于其透明度从0.2 µm到5 µm,因此在可见/近红外范围内无法轻易扩展。在这项工作中,我们报告了激光表面功能化过程的开发,以增强在1-5 µM光谱范围内称为黑色石英的石英晶体的光吸收。黑色石英由超快速激光处理对石英晶体的表面修饰组成,以在顶部创建类似陨石坑的局部矩阵样模式。表面修饰降低了1-5 µm中石英的透射率范围从> 95%降低至<10%,而高于5 µm的透射率保持不变。将黑色石英过程应用于两个石英 - 调谐叉上,该石英叉安装在可调激光二极管光谱传感器中,用于检测两个水蒸气吸收特征,一个在近红外,另一个在中红外。在检测两个吸收特征时估计了可比的响应性,证实了在近红外范围内操作的扩展。这项工作代表了在整个红外光谱范围内具有高响应性的基于石英的光电探测器实现的重要而有希望的步骤。
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