使用导模共振InGaAs光电探测器阵列的光谱学研究

《ACS Photonics》：Spectroscopy Using a Guided-Mode Resonance InGaAs Photodetector Array

便携式光谱成像因缺乏合适的光谱探测器而受限，本研究提出基于InGaAs光电探测器阵列的红外光谱新方法，通过硅光栅结构诱导的导模共振增强光谱重建效率，并验证了乙醇、水等样品的单次拍摄可行性。

　　

快照光谱技术一直是便携式传感成像领域的一个目标，但由于缺乏合适的光谱光电探测器，其实现一直受到限制。在这里，我们提出了一种基于InGaAs光电探测器阵列的近红外光谱技术，该技术利用了导模共振和重建算法。该设备是通过将薄InGaAs膜光电探测器集成到精密设计的硅光栅结构上制成的。光电探测器阵列的所有像素都具有不同的光栅结构，从而产生了独特的光谱响应特性。硅光栅引起的导模共振在每个像素中产生了明显的吸收峰，与基于宽带像素阵列的传统重建光谱仪相比，显著提高了重建效率。通过对乙醇、水、聚碳酸酯和聚氯乙烯的透射率测量，验证了单次快照光谱技术的可行性。利用导模共振InGaAs光电探测器阵列进行的光谱测量可以通过传统的图案化和蚀刻工艺实现良好的芯片集成和重复性。这种方法克服了传统笨重光谱仪的局限性，为各种传感和成像应用提供了一个有前景的平台。