Design of impedance matched infrared antennas using optical vector near-field mapping
利用光矢量近场映射设计阻抗匹配红外天线
基本信息
- 批准号:1128342
- 负责人:
- 金额:$ 39万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-10-01 至 2011-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Objective:We seek to increase sensitivity of antenna-coupled infrared detectors by an order of magnitude. We will gain understanding of relevant design parameters, and subsequently design impedance-matched antenna-sensor combinations. We utilize our newly developed high-spatial-resolution, three-dimensional probe techniques to measure electric fields in the vicinity of the infrared antennas. This enables us, for the first time, to determine the infrared-frequency impedance as a function of position. Combined with an iterative design-fabrication-test approach, this will enable development of infrared impedance-matching components.Intellectual merit:We scale up the concept of a radiofrequency network analyzer by nine orders of magnitude in frequency. This proven advance yields experimental tools needed to extend the performance of antenna-coupled sensors by a similar scale in frequency, making the entire field of passive low-5frequency electronics operational in the infrared range. Infrared antennas have been proposed for a wide range of applications, including nanoscale chemical and photon sensors, nearfield microscopy, and optical rectennas for energy-harvesting. Such devices would transform the field of optics, enabling sensing devices of nano-scale dimensions with order-of-magnitude enhancement in sensitivity, responsivity, and reliability compared to conventional optical techniques.Broader impact:The proposed research greatly extends the frequency range of classical electronics, while serving as the foundation for a dynamic and engaging learning environment at each of the PIs? institutions. All three PIs have an established track record of mentorship of underrepresented students, and all three participate in programs for science and engineering outreach to K-12 students and research participation of undergraduate students.
目的:我们试图通过数量级来提高天线耦合红外探测器的灵敏度。我们将了解相关的设计参数,并随后设计阻抗匹配的天线传感器组合。我们利用新开发的高空间,三维探针技术来测量红外天线附近的电场。这使我们能够第一次确定红外频率阻抗作为位置的函数。结合了迭代设计 - 制造测试方法,这将使红外阻抗匹配组件的发展。智能优点:我们按频率九个数量级来扩展射频网络分析仪的概念。这种经过验证的进步产生了实验工具,以扩展天线耦合传感器的性能,从而使频率相似,从而使整个被动低5频电子电子在红外范围内运行。已经提出了针对各种应用的红外天线,包括纳米级化学和光子传感器,近场显微镜和用于能量收获的光学直径。此类设备将改变光学领域,从而使纳米级维度的传感设备与传统的光学技术相比,敏感性,响应性和可靠性提高纳米级维度。BROADER的影响:拟议的研究极大地扩展了经典电子设备的频率范围,同时为每个学习环境提供了基础,并在每个PIS上学习了环境。机构。这三个PI都有既定代表学生的指导记录,而这三个PI都参与了K-12学生的科学和工程学计划,并参加了本科生的研究参与。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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