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这款量子探测器将太赫兹灵敏度提高 20 倍
量子超表面突破将太赫兹探测能力提高了20倍，使太赫兹技术更接近实用。检测整个电磁频谱中的光和辐射至关重要，但某些区域仍然难以检测。最大的挑战之一涉及太赫兹（THz）辐射，它位于微波和红外光之间。这些现有探测器 [...]
来源:SciTech日报量子超表面突破将太赫兹探测提高了 20 倍，使太赫兹技术更接近实用。
检测光和辐射在整个电磁频谱中至关重要，但某些区域仍然难以处理。最大的挑战之一涉及太赫兹（THz）辐射，它位于微波和红外光之间。针对这些频率的现有探测器通常速度慢、缺乏灵敏度，或者依赖于可能需要极端冷却的大型、昂贵的系统，从而限制了它们的实际使用。
研究人员现已开发出一种紧凑的新型探测器，它将量子物理学与专门设计的超表面相结合，显着提高了捕获和测量太赫兹辐射的能力。这项工作发表在《先进光子学》上，可以帮助推进从无线通信到医学成像和天文学等技术。
量子物理与超表面设计的结合
该设备依赖于一种称为面内光电效应的现象。在这个量子过程中，传入的太赫兹光子将能量转移到限制在二维电子气内的电子。这些激发的电子穿过精心设计的电势阶跃，产生可测量的电流。
与传统的光电探测器不同，该机制不需要光子超过最小能量阈值。由于该过程完全发生在材料平面内，因此它还避免了影响传统探测器设计的几个效率限制。
使用这一概念的早期探测器表现出了良好的性能，但存在一个主要缺点。由于它们依赖于单天线结构，因此它们仅捕获了一小部分入射辐射。
捕获更多太赫兹辐射
这种方法无需复杂的探测器阵列或外部光学组件，同时确保入射辐射精确聚焦在有助于探测的位置。