无需滤光片高灵敏度圆偏光检测

在日本科技处战略基础研究计划的支持下，PRESTO的研究人员Ayumi Ishii，（日本桐荫横滨大学特聘讲师）利用含有机手性分子的钙钛矿铅化合物组成的晶体膜，开发了一种光电二极管，能够在无滤光片的情况下检测圆偏振光。

       一种技术通过检测偏振或者是光的振荡方向，能够可视化物体表面的损伤、异物和变形。此外，圆偏光的检测，或者是光的旋转电场的检测，使确定物体应力强度和应力分布成为可能。相机和图像传感器中用到的传统光电二极管不能够直接检测光的偏振方向，因此，器件的上面需要放置多种形式的滤光片，在空间上分离偏振信息。这些结构使得光探测的灵敏度和分辨率下降，特别是圆偏光的检测通常是困难的。所以，急切需要发展一种无需偏振片的传感器来检测圆偏光。

       在目前的研究中，Ishii博士制备了一种有机-无机杂化手性晶体薄膜，它是由铅钙钛矿化合物和具有手性的有机分子组成的，像右手和左手一样不能叠加在其镜像上。这项研究表明杂化膜形成了一维螺旋链状结构，螺旋方向能够选择性吸收左旋或者右旋圆偏光。这种基于一维手性晶体膜的光电二极管在无需滤光片的情形下成功地探测了圆偏光的旋转方向，左手和右手圆偏振光检测的灵敏度比值达到了无滤光片圆偏振检测器的世界最高值25或更高。

       当前结果展示的无需滤光片的圆偏光直接检测，为更高灵敏度和更小型化的光电探测器打下基础。可预见的是，新的传感器技术将会获取到先前的未检测到的信息和识别应力。