基于各向异性二维Ge Se的无偏振器偏振图像传感器（英文）

作者：王晓亭; 仲方; 康俊; 刘灿; 雷鸣; 潘龙飞; 王海露; 王芳; 周子琦; 崔宇; 刘开辉; 王建禄; 沈国震; 单崇新; 李京波; 胡伟达^*; 魏钟鸣^*

来源：Science China-Materials, 2021, 64(05): 1230-1237.

• GeSe
• 2D anisotropic semiconductors
• polarization sensing detectors
• broadband polarimetric imaging

偏振是光的一个重要信息,偏振探测可以把信息量从三维(光强、光谱和空间)扩充到七维(光强、光谱、空间、偏振度、光偏振等),为成像物体提供关键的视觉信息(如表面粗糙度、几何形状或方向),因此偏振成像技术在目标检测等领域有着巨大的潜力.然而这些领域往往需要复杂的偏振编码,现有的复杂透镜系统和偏振器限制了集成成像传感器的小型化能力.本文通过二维各向异性α-Ge Se半导体,成功实现了无偏振器的偏振敏感可见-近红外光电探测器/成像仪.作为传感器系统的关键部件,该原型Au/GeSe/Au光电探测器具有灵敏度高、光谱响应宽、响应速度快(～10~3A W~(-1), 400–1050 nm, 22.7/49.5μs)等优点.此外,该器件在690–1050 nm光谱范围内表现出独特的偏振灵敏度,并且对沿y方向的偏振光吸收最强,这一点通过分析α-Ge Se的光跃迁行为也得到了证实.最后,将2D-Ge Se器件应用到成像系统中进行偏振成像,在808 nm近红外波段处,在不同的偏振方向上,辐射目标的对比度为3.45.这种成像仪在没有偏振器的情况下,能够在场景中感知双频偏振信号,为偏振成像传感器阵列的广泛应用奠定了基础.

• 单位
  红外物理国家重点实验室; 中国科学院大学; 华南师范大学; 信息光子学与光通信国家重点实验室; 北京邮电大学; 半导体超晶格国家重点实验室; 郑州大学; 北京大学