小型フーリエ変換導波路分光計向けの組み込み型光検出器

赤外分光計を次世代の家庭用電子機器、ウエアラブル機器、超小型衛星に組み込むには、そうした分光計の極端な小型化が不可欠である。赤外領域では、分散素子、狭帯域フィルター、再構成分光計を小型化する際に、広いスペクトルバンド幅と高いスペクトル分解能の間の妥協が必要である。フーリエ変換分光計は、赤外域における広いバンド幅と高いスペクトル分解能で知られているが、十分に小型化されていない。導波路に基づくフーリエ変換分光計は、設置面積を小さくできるが、大型で高価なInGaAsカメラなどの外付け画像センサーに頼っている。今回我々は、CMOS（相補型金属酸化膜半導体）に適合するサブ波長コロイド量子ドット光検出器を組み込んだ概念実証用小型フーリエ変換導波路分光計を実証している。作製した分光計は、100 μm × 100 μm × 100 μm未満の総有効分光計体積で、広いスペクトルバンド幅と、50 cm⁻¹という中程度のスペクトル分解能を示している。今回の超小型分光計設計によって、家庭用電子機器や宇宙デバイスへの光学的/分析的計測装置の組み込みが可能になる。