ENGINEERINGNET.BE - Zo kan SWIR-licht onder meer door stof en nevel heen kijken en laat het toe om bepaalde materialen en stoffen te herkennen aan hun unieke ‘chemische vingerafdruk’.
Vandaag zijn systemen die SWIR-licht gebruiken nog relatief duur. Een veelbelovende oplossing zijn quantum dots: minuscule kristallen die in een vloeistof kunnen worden verwerkt en rechtstreeks op microchips kunnen worden aangebracht of geprint.
“Quantum dots kunnen SWIR-technologie veel betaalbaarder maken”, zegt dr. Yu-Hao Deng, BOF-postdoctoraal onderzoeker aan de UGent en hoofdauteur van de studie.
“Maar tot nu toe waren er nog altijd aparte componenten nodig om SWIR-licht uit te zenden en te detecteren. Die verschillende onderdelen samenbrengen is technisch complex en maakt de productie duurder.”
Onderzoekers van de UGent zijn er nu in geslaagd om één enkele component te ontwikkelen die SWIR-licht zowel kan detecteren als uitzenden. Dat was lange tijd moeilijk te realiseren, omdat beide functies andere eisen stellen aan het materiaal.
Voor een goede lichtdetectie is doorgaans een dikkere actieve laag nodig, terwijl een snelle werking en efficiënte lichtemissie juist gebaat zijn bij een zeer dunne laag.
Het onderzoeksteam wist die tegenstelling te overbruggen met een ultradunne structuur van hoogwaardige quantum dots, gecombineerd met een zogenaamde optische microcaviteit.
Die versterkt de interactie tussen het materiaal en het licht. Daardoor kan dezelfde compacte component zowel werken als fotodetector (die SWIR-licht opvangt) als als LED (die zelf SWIR-licht uitzendt).
De nieuwe component werkt bovendien bijzonder snel en kan binnen 2 nanoseconden reageren bij het detecteren van licht en binnen 12 nanoseconden bij het uitzenden ervan.
Door beide functies in één component te combineren, kan de technologie eenvoudiger en goedkoper worden geïntegreerd in elektronische systemen.
De UGent-onderzoekers zien daarom mogelijke toepassingen in onder meer optische chips, LiDAR-systemen, beeldvorming en toekomstige slimme communicatieapparaten.
Op de foto: voorbeelden van toepassingen SWIR-licht (vergrote weergave)
