定温制御したプラズモニックボロメータの高度集積による超小型中赤外分光器の開発

利用高度集成温控等离子体辐射热计开发超紧凑型中红外光谱仪

• 批准号: 22K20424
• 负责人: 安永 竣
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20424/
• 关键词: 中赤外線; 分光; プラズモニクス; ボロメータ; フィードバック制御

本研究では，プラズモニック構造をもつボロメータの定温制御により，常温・常圧で高速に動作するフィルタフリーのワンチップ中赤外分光器の実現可能性を検証することを目的としている．互いに異なるプラズモニック構造をもつボロメータを単純に配列したデバイスが完成しており，その特性を評価したところ，個々のときとは異なる波長感度特性が得られることが明らかとなっていたため，研究課題のなかでその原因の特定をまず行い，各素子を定温制御することで所望の特性が得られるかを検討する計画である．本年度は，集積デバイスの熱伝達の評価および，原因究明および定温制御が可能となる第2世代のデバイスの設計および製作への着手，そして定温制御のためのフィードバック機構の見直しを行った．本研究申請時にはボロメータ素子間の空気を介した熱伝達が支配的であると考えていたが，集積デバイスの熱伝達の評価の結果，むしろディテクタを支持する脚部を伝い，デバイス本体を介して相互に熱をやり取りする経路が支配的であることがわかった．これを踏まえて，第2世代のデバイス設計においては，脚部の熱伝達を抑える設計に変更しており，製作が進行中である．一方，定温制御のためのフィードバック機構については文献調査を進めており，R5年度前期までに専用の制御回路を設計のうえ，年度内に回路まで集積したデバイスの計測を行える計画である．なお，日本機械学会2022年度年次大会において本研究成果を口頭発表した．

This study で は, プ ラ ズ モ ニ ッ ク tectonic を も つ ボ ロ メ ー タ の fixed temperature suppression に よ り, normal temperature, often 圧 で high-speed に action す る フ ィ ル タ フ リ ー の ワ ン チ ッ プ in red outside the beam splitter の possibility be presently を 検 card す る こ と を purpose と し て い る. Mutual い に different な る プ ラ ズ モ ニ ッ ク tectonic を も つ ボ ロ メ ー タ を 単 pure に match column し た デ バ イ ス が complete し て お り, そ の features を review 価 し た と こ ろ, a 々 の と き と は different な る wavelength sensitivity features が must ら れ る こ と が Ming ら か と な っ て い た た め, research topic の な か で そ の cause の を ま ず い, The を constant-temperature control of each element to achieve the desired properties of する とで とで を検 and を検 to discuss the する plan である. は this year, set product デ バ イ ス の hot 伝 da の review 価 お よ び, reason in Ming お よ び fixed temperature suppression が may と な る second generation の デ バ イ ス の design お よ び making へ の, そ し て fixed temperature suppression の た め の フ ィ ー ド バ ッ ク institutions の see straight し を line っ た. This study application に は ボ ロ メ ー タ element between child の empty 気 を interface し た hot 伝 da が dominate で あ る と exam え て い た が, set product デ バ イ ス の hot 伝 da の review 価 の results, む し ろ デ ィ テ ク タ を support す る foot を 伝 い, デ バ イ ス ontology を interface し て mutual に hot を や り take り す る 経 road が dominate で あ る こ と が わ か っ た. Tread こ れ を ま え て, second generation の デ バ イ ス design に お い て は, foot の hot 伝 da を え suppression る design に - more し て お り, making が underway で あ る. Side, fixed temperature suppression の た め の フ ィ ー ド バ ッ ク institutions に つ い て は を literature investigation into め て お り, R5 annual upfront ま で に 専 with の を suppression circuit design の う え, に circuit within the year ま で set product し た デ バ イ ス の measuring line を え る project で あ る. Youdaoplaceholder0, 2022 Annual Conference of the Japanese Mechanical Society にお て て the research results を oral presentation た た.

项目成果

再構成分光法のための中赤外ディテクタ集積デバイス

重构光谱中红外探测器集成装置

• 发表时间: 2022
• 作者: 光田薫未;天満亮介;間脇武蔵;黒田理人;安永竣
• 通讯作者: 安永竣