美军最新招标量子级性能的新型紧凑型室温红外传感器

　　9月3日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布了一项新的招标光机热成像计划（OptTIm），旨在在室温下实现量子级红外（IR）探测。
　　红外光谱是一个广阔的信息景观，现代红外探测器可以利用这些信息用于各种应用。例如，夜视、生化光谱、微电子设计和气候科学。但是在这些实际领域中使用的现代传感器缺乏光谱选择性，并且必须滤除噪声，因此限制了它们的性能。目前，先进的红外传感器可以实现超灵敏的单光子水平探测，但这些传感器必须低温冷却至4K（269），并且需要大而笨重的电源，这使得它们对于国防部的日常使用、商业用途来说过于昂贵且不切实际。
　　DARPA的光机热成像计划（OptTIm）旨在开发具有量子级性能的新型、紧凑型室温红外传感器弥合能力有限的非冷却热探测器，和高性能低温冷却光电探测器之间的性能差距。
　　DARPA国防科学部OpTIm项目经理MukundVengalattore说：如果研究人员能够达到该计划的指标，我们将使红外探测在灵敏度、光谱控制和响应时间方面比目前的室温红外装置有数量级的改进。在室温下实现量子级灵敏度的紧凑型红外传感器将改变战场监视、夜视以及陆地和太空成像。它还将实现大量的商业应用，包括用于非侵入性癌症诊断的红外光谱学，从人的呼吸空气中高度准确、即时的病原体检测，以及对农业和植物健康威胁的疾病前检测。
　　有可能实现红外传感的这一巨大技术飞跃的关键来自于结合三种传感器模式的最佳方面的协同作用。首先，光机械谐振器（微小的蹦床状结构）提供了一个高隔离度、超灵敏的平台；其次，全光探测器产生了低噪音、量子级的探测；第三，具有光谱选择性的定制红外吸收的设计师超材料允许对所需波长进行极其精确的探测。
　　Vengalattore说：试图使用这些方法中的任何一种来提高红外传感能力本身就很难，但也不是太难。OpTIm之所以成为一个令人难以置信的挑战，如果我们成功的话，会产生革命性的影响就是将所有这三种方法结合起来。我们不是在寻找仅仅通过信号读取、噪音缓解或光谱选择性方面的进化改进来增强现有的红外探测模式；从科学的角度和面向应用的角度来看，这个项目之所以令人激动，是因为OpTIm试图在光学机械学、材料物理学、光子学和计量学的交汇点上汇集创新的解决方案，对一个老问题进行全新审视。最后，基于OpTIm探测器的预计能力所带来的所有应用，可能还有更多我们尚未想象到的应用，将由这种新的红外探测体系所产生。
　　OpTIm是一个为期60个月的计划，分为两个30个月的阶段，团队将致力于验证、表征和基准测试这种新型光机械红外探测器。
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