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美國西北大學(xué)量子設(shè)備中心最近開發(fā)出一種功能強(qiáng)大的Ⅱ型超晶格攝像機(jī)，能通過調(diào)節(jié)吸收更寬波段的紅外光，讓人們能在黑夜中看到更加豐富多彩的景色。他們的研究發(fā)表在最近出版的《光學(xué)通訊》上。

可見光波段的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)配備的探測器通常只能感測紅、綠、藍(lán)那些能被裸眼看到的顏色，而紅外波段多色彩探測提供了一種獨(dú)特的功能，不僅僅是表現(xiàn)色彩。人們在這一光譜范圍發(fā)現(xiàn)了多種相應(yīng)頻率的化學(xué)物質(zhì)，因此能在圖像中實(shí)時表現(xiàn)化學(xué)光譜。

新一代攝像機(jī)是世界上第一個雙波段長波紅外超晶格攝像機(jī)。他們?yōu)閿z像機(jī)設(shè)計的探測能量極為狹窄，接近1/10電子伏特，也就是長波紅外窗口的波長。探測器被設(shè)計成堆疊式，一個加在另一個上面，以使記錄的像素保持空間一致。

麥克科密工程學(xué)院電力工程于計算機(jī)科學(xué)教授、量子設(shè)備中心主管曼尼亞·雷茨表示，將該攝像機(jī)和多波段圖形處理算法結(jié)合，拍下的照片能攜帶大量信息。其高分辨率多帶寬的性能，只需0.5毫秒就能捕獲一幀清晰的畫面，且溫度敏感性達(dá)到0.015攝氏度。

這種紅外光子攝像機(jī)是在另一種紅外光探測材料碲鎘汞（HgCdTe）的基礎(chǔ)上造出來的。今年3月份，他們曾用HgCdTe探測攝像機(jī)拍攝日本被海嘯損壞的核反應(yīng)堆，為官方提供了精確的溫度信息，協(xié)助制定冷卻策略，預(yù)防核反應(yīng)堆的融化。

然而在長紅外波領(lǐng)域，HgCdTe是一種昂貴的技術(shù)，它們的光譜狹窄單一，所以新的攝像機(jī)有更多的利益。雷茨說：“即使在超長波段，Type-Ⅱ超晶格也能被均勻地生長出來，因為它的能帶間隙（energy gap）是由砷化銦（InAs）和銻化鎵（GaSb）交替決定，而不像HgCdTe那樣由其成分確定。”