据麦姆斯咨询报道，近日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布了一项新计划，旨在在室温下实现量子级红外（IR）探测。
红外光谱是一个广阔的信息领域，现代红外探测器可以利用这些信息用于各种应用，如夜视、生化光谱、微电子设计和气候科学等。但用于这些实际领域的现代传感器缺乏光谱选择性，并且必须滤除噪声，从而限制了它们的性能。先进的红外传感器可以实现超灵敏的单光子探测水平，但这些传感器必须低温冷却至4K（-269℃），并且需要大型、笨重的电源，这使得它们过于昂贵，不适合国防部日常使用或商业用途。DARPA的光机热成像（OpTIm）计划旨在开发具有量子级性能的新型、紧凑型室温红外传感器——弥补性能有限的非制冷热探测器和高性能低温冷却光电探测器之间的性能差距。DARPA国防科学办公室OpTIm项目经理Mukund
Vengalattore说：“如果研究人员能够满足该项目的指标，我们将使红外探测在灵敏度、光谱控制和响应时间方面比当前室温红外设备有数量级的改进。通过在室温下实现量子级灵敏度，紧凑型红外传感器将改变战场监视、夜视以及陆地和空间成像。它还将使一系列商业应用成为可能，包括用于非侵入性癌症诊断的红外光谱，从人的呼吸或空气中进行高度准确和即时的病原体检测，以及对农业和植物健康威胁的疾病前检测。”实现红外传感这一巨大技术飞跃的关键在于结合三种传感器最佳性能的协同作用：第一，光机谐振器——微小的蹦床状结构——提供了一个高隔离度、超灵敏的平台；第二，全光探测器产生低噪声、量子级探测；第三，具有光谱选择性“定制”红外吸收的超构材料允许对所需波长进行极其精确的探测。Vengalattore说：“试图使用这些方法中的任何一种来增强红外传感能力本身都是困难的，但也不是太困难。OpTIm之所以是一个极其困难的挑战，原因在于把这三者结合起来。如果我们成功了，它将产生革命性的影响。我们不仅仅希望通过信号读取、噪声抑制或光谱选择性方面的改进来增强现有的红外探测模式。从科学的角度和面向应用的角度来看，这个项目令人兴奋的地方在于，OpTIm致力于将光力学、材料物理、光子学和计量学的创新解决方案结合在一起，以重新审视一个老问题。总而言之，基于OpTIm探测器的所有预期性能，有望赋能许多我们尚未想象到的应用。”OpTIm是一个为期60个月的项目，分为两个30个月的阶段，各团队将致力于对这种新型光机械红外探测器进行验证、表征和基准测试。《新兴图像传感器技术、应用及市场-2021版》
