中红外光子集成电路对痕量爆炸物的隔离检测
R2-B4
项目描述
本项目旨在研制中红外光子集成电路(MIR-PIC)，并将其用于固相微量炸药的隔离探测。所提出的MIR-PIC是一种中红外(中红外)外差接收机，包括一个集成肖特基势垒二极管的高性能中红外量子级联激光器(QCL)。
这项研究解决了高性能、紧凑技术的空白，能够测量与被测样品相互作用的中红外光的相位和振幅。这种半导体收发器的工作原理是混合被测样品散射的光，并与波导的内部场耦合回QCL波导。通过测量集成二极管上的电压来检测散射光的相位和振幅的变化。
与现有的光学隔离检测技术相比，由于整个传感器在室温下工作，不需要外部探测器或光学器件，预计灵敏度和检测限将提高几个数量级。所提出的MIR-PIC是超紧凑的(~5毫米x 300毫米)和低成本的，使其适合商业规模生产，并可集成到大尺寸阵列中进行成像。单个装置将能够快速隔离探测爆炸物，这些装置的阵列将实现相位、振幅和光谱含量成像，以改进探测。
MIR-PIC代表了一种全新的中红外半导体收发器，它将通过超紧凑设备在中红外中实现相位和振幅敏感成像。这项研究将对国土安全部(DHS)企业产生重大影响，因为MIR-PICs实现了互补的传感和成像模式，以及这些设备的低成本、占地面积小和改进的灵敏度。
最终，传感器可用于检测皮肤、衣服、个人物品(旅行包、公文包等)、容器、车辆和其他基质上的爆炸物残留物。此外，包括医学、禁毒执法和环境监测在内的无数其他领域也将受益。
敏感的隔离探测可以通过对个人、车辆和物体进行广泛的筛查，对爆炸物探测产生变革性的影响。高灵敏度可以将这些设备用作主要或确认传感器，超紧凑的占地面积可以实现手持部署。第四年年报
项目负责人
安东尼·j·霍夫曼
助理教授
圣母大学
电子邮件
目前参与项目的学生
- Ahmet Cagri Aydinkarahailoglu
圣母大学