Центр детекторов (CfD) — это научно-исследовательский центр Колледжа науки Рочестерского технологического института . Центр CfD, основанный в январе 2010 года доктором Дональдом Фигером , начинался как расширение Лаборатории детекторов изображений Рочестера. Его миссия — способствовать научным открытиям, национальной безопасности, улучшению жизни и коммерческим инновациям посредством проектирования и разработки усовершенствованных детекторов фотонов и связанных с ними технологий.
CfD проектирует, разрабатывает и внедряет новые передовые сенсорные технологии посредством сотрудничества с академическими исследователями, промышленными инженерами, правительственными учеными и студентами университетов. Миссия CfD заключается в обеспечении научных открытий, национальной безопасности, лучшей жизни и коммерческих инноваций посредством проектирования и разработки передовых детекторов фотонов и связанных с ними технологий в широком спектре приложений (например, астрофизика , биомедицинская визуализация, наука о системе Земли и межпланетные путешествия ).
CfD использует междисциплинарный подход, охватывающий множество отраслей инженерии, науки о визуализации, физики и астрономии. Исследовательские столпы CfD включают детекторы и приборы, наблюдательную астрофизику, широкополосные материалы, наноструктуры и кремниевую фотонику.
Основной целью CfD является разработка усовершенствованных детекторов и приборов для междисциплинарных приложений. Основные исследовательские проекты включают разработку детекторов, которые могут распознавать отдельные фотоны, покрывать очень большие области неба и иметь превосходную чувствительность в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах длин волн. Эти устройства обладают характеристиками, которые делают их идеальными для следующего поколения больших наземных и космических астрономических телескопов, для таких приложений, как поиск другой Земли и определение природы темной энергии и темной материи. CfD также разрабатывает двумерные массивы микрозеркал для астрономических приложений.
Эта область включает в себя программы наблюдательных исследований, охватывающие близлежащую вселенную звезд и межзвездную среду в Галактике, для космологических наблюдений крупномасштабной структуры Вселенной, включая исследования фундаментальной физики. Проекты включают работы, направленные на выяснение природы космоса в самых больших масштабах и самых отдаленных временных интервалах. Другие программы включают определение верхнего предела массы звезд и поиск молодых массивных звездных скоплений в Галактике. Она также включает руководящие роли на основных будущих панелях астрономических телескопов для определения требований к детекторам, необходимых для удовлетворения научных требований миссии.
Группа полупроводниковой фотоники и электроники разрабатывает полупроводники на основе III-V и III-нитридных элементов для фотонных, оптоэлектронных и электронных устройств, которые являются перспективными кандидатами для систем связи и освещения следующего поколения.
Лаборатория эпитаксиально-интегрированных наномасштабных систем в CfD разрабатывает наноструктуры с использованием эпитаксии полупроводников III-V на 2-D нанолистах. Исследования сосредоточены на росте различных наноструктур, включая нанопроволоки и наноплавники, методом химического осаждения из паровой фазы металлоорганических соединений с помощью процесса синтеза, известного как селективное химическое травление, для настольного изготовления при комнатной температуре гибких оптоэлектронных и фотоэлектрических устройств на основе наноструктур III-V.
Группа CfD Integrated Photonics разрабатывает фотонные технологии для широкого применения в коммерческих, оборонных и научных приложениях. Она также руководит программой обучения интегрированной фотонике. Эта область исследований сосредоточена на новых кремниевых фотонных устройствах с целью реализации высокопроизводительных вычислительных систем связи и датчиков, которые используют высокую скорость, пропускную способность и чувствительность к свету.
Центр детекторов получает выгоду от сотрудников, которые приходят из различных академических программ и профессиональных профессий. Персонал CfD включает профессоров, инженеров и студентов (бакалавриата, магистратуры и докторантуры).
CfD финансируется за счет грантов и с 2006 года получил более 40 млн долларов внешнего финансирования. Основными спонсорами являются NASA , National Science Foundation и Gordon and Betty Moore Foundation . Дополнительные источники финансирования включают Thermo Fisher Scientific , NASA Jet Propulsion Laboratory , ITT Excelis и Smithsonian Astrophysical Observatory .
Исследователи-бакалавры в Центре детекторов RIT приходят с более чем дюжины различных специальностей и «оставляют свою специальность за дверью», потому что они станут экспертами в новом типе специальности в CfD — специальности «решение реальных исследовательских задач». Подлинный исследовательский опыт в Центре детекторов четко ставит студентов на критический путь финансируемых извне проектов, гамбит с высоким риском и высокой наградой, который, как оказалось, оттачивает способности студентов CfD, которые вышли в мир и оказали огромное влияние, например, в Ball Aerospace и SpaceX. Студенты работают в многопрофильных командах, чтобы применять свои знания, обучать друг друга и искать ресурсы, необходимые для продвижения своего проекта. Еще одной ключевой особенностью исследовательского опыта бакалавриата в центре — и то, что делает его «реальным» — является тот факт, что студенты не проводят исследования, чтобы получить оценку или определенное количество кредитных часов. «Опыт CfD» обучает студентов решать исследовательские проблемы с креативностью и находчивостью.
Члены команды CfD публиковались во многих журналах и изданиях. Члены CfD опубликовали более 35 статей в таких журналах, как The Astrophysical Journal и Optics Express в 2018 году. [1] Исследования CfD освещались в популярных изданиях, таких как Scientific American и Forbes online. В 2018 году члены CfD выступали в качестве экспертов-комментаторов статей в Astronomy Magazine и New Scientist, а также в качестве экспертов-авторов документов стратегического планирования для NASA. Полный список публикаций членов CfD можно найти здесь: CfD Publications.
Центр детекторов (CfD) расположен в Инженерном зале (здание 17) Рочестерского технологического института. Штаб-квартира CfD состоит из 7000 квадратных футов офисных и исследовательских лабораторных помещений. Лабораторное пространство включает в себя Rochester Imaging Detector Laboratory, Lobozzo Photonics and Optical Characterization Laboratory, Integrated Photonics Laboratory, Laboratory for Experimental Cosmology, Laboratory for Advanced Instrumentation Research (LAIR), Quantum Imaging and Information Laboratory и Electrical and Optical Characterization Lab for LED devices.
В помещениях CfD есть постоянная чистая комната, станции ESD, вакуумные насосные системы, криогенные сосуды Дьюара с жидкими и замкнутыми циклами, оптические скамьи, столы потоков, источники света, монохроматоры УФ-ИК, системы терморегулирования, криогенные системы управления движением, системы однофотонных детекторов, криогенная оптоэлектронная зондовая станция, станции вибрационных испытаний, зона сборки полезной нагрузки суборбитальной ракеты, источники питания, общая лабораторная электроника и компьютеры обработки данных. В дополнение к этим специализированным помещениям CfD имеет доступ к помещениям в Лаборатории по производству полупроводников и микросистем (SMFL) и других областях по всему кампусу RIT.