新型先进光设计制造工艺可以彻底改变传感技术

范德堡大学和宾夕法尼亚州立大学的工程师开发了一种新颖的方法来设计和制造具有由热量驱动的近乎任意光谱输出的薄膜红外光源，同时还开发了一种称为逆向设计的机器学习方法，将这些设备的优化时间从多核计算机上的几周或几个月减少到消费级台式机上的几分钟。

开发廉价、高效、设计好的红外光源的能力可以彻底改变分子传感技术。其他应用包括自由空间通信、用于搜索和救援的红外信标、用于监测工业气体、环境污染物和毒素的分子传感器。

该研究团队的方法（近日在Nature Materials 中有详细介绍）使用简单的薄膜沉积，这是最成熟的纳米制造技术之一，并辅以材料和机器学习的关键进步。

研究小组着手克服长期存在的挑战并创造更高效的工艺。他们的方法利用半导体氧化镉的宽光谱可调性，与由称为分布式布拉格反射器的电介质交替层制造的一维光子晶体相协调。

该团队还提出了一种逆向设计算法，该算法可在几分钟内在消费级台式机上计算出优化的结构。此外，该代码可以提供在任意光谱带宽上同时匹配所需发射波长、线宽和多个共振幅度的能力。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com

值得注意的是，Caldwell 小组已经开源了设计算法，可以在Nature Materials以及Caldwell 红外纳米光子材料和设备实验室网站上下载该算法。

由研究团队先进的红外光源实现的无滤光非色散红外传感器示意图。