Исследователи Empa Роланд Хани, Карен Штрассель, Вей-Сю и Майкл Бауэр теперь преуспели в улавливании света SWIR — и в том, чтобы сделать его видимым — с помощью одного компонента. Устройство, разработанное в Empa, представляет собой OLED-дисплей с тремя дополнительными слоями (см. Рисунок). ИК-свет падает через электропроводящую стеклянную панель на слой красителя в фотодетекторе. В нем электроны начинают мигрировать, их движение усиливается электрическим напряжением. Затем электрические заряды мигрируют в слой OLED, где образуют зеленое световое пятно. Электронная обработка сигналов на компьютере не требуется: входящий (невидимый) свет SWIR усиливается, так сказать, «аналоговым» способом и отображается прямо на экране. Цвет излучаемого видимого света — синий, зеленый, желтый или красный — можно настроить, выбрав краситель на OLED-экране.
Свет SWIR полезен для многих приложений в пищевой промышленности, логистике или ремеслах. Например, можно визуализировать температуру жала паяльника или следить за охлаждением вновь изготовленных банок и бутылок. Свет SWIR делает влажные предметы более темными, что полезно для сортировки кофейных зерен или черных оливок: камни и металлические предметы в качестве примесей ярко сияют среди всех темных (влажных) фруктов на конвейерной ленте.
Ключом к SWIR-экрану Роланда Хэни являются специальные красители, которые он и его коллеги исследовали уже довольно давно, так называемые скварины. Название происходит от основной структуры химической молекулы, квадратной кислоты. Этот класс красителей был впервые обнаружен в 1960-х годах и отличается глубокими цветами и высокой температурной стабильностью. Исследователи химически модифицировали квадратную кислоту так, чтобы она поглощала свет в диапазоне SWIR. «Прямо сейчас мы работаем с красителями, которые поглощают чуть менее 1000 нанометров», — говорит Хэни. «Но мы уже работаем над смещением поглощения в сторону более длинных волн, дальше в инфракрасный диапазон. Если нам это удастся, наш датчик сможет обнаруживать воду и влажность намного лучше, чем сейчас».
Хэни любит называть модуль, который он разработал с помощью своей группы, OUC или органическим устройством преобразования с повышением частоты. Это потому, что он преобразует слабый ИК- свет в более сильный, видимый свет («преобразование с повышением частоты») и работает с использованием тонких слоев красителя, сделанного из химического состава на основе углерода («органический»). Одна из проблем заключается в том, что ноу-хау для производства органических оптоэлектронных устройств в промышленных масштабах в основном сосредоточены в Азии. Однако Хэни уверен, что его открытие скоро осуществится: «Прямо сейчас мы работаем над повышением чувствительности модуля и улучшением его долгосрочной стабильности».
Источник — aobe.