ТЕРА- И ГИГАГЕРЦОВЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ МИНИАТЮРНЫЙ СПЕКТРОМЕТР

1. Спектрометрическое устройство, содержащее:
твердотельную структуру, выполненную с возможностью приема падающего электромагнитного излучения, упомянутое падающее электромагнитное излучение характеризуется спектром; при этом упомянутая структура имеет регулируемый слой носителей заряда, характеризуемый множеством параметров;
по меньшей мере один плазмонный резонатор в упомянутом регулируемом слое носителей заряда;
по меньшей мере один дефект в упомянутом регулируемом слое носителей заряда;
по меньшей мере первый и второй контакты к упомянутому регулируемому слою носителей заряда, при этом упомянутые контакты предусмотрены на упомянутом регулируемом слое носителей заряда и разнесены на расстояние;
измерительное устройство для измерения отклика упомянутой твердотельной структуры на упомянутое падающее электромагнитное излучение, где упомянутый отклик измеряется между упомянутыми первым и вторым контактами и где упомянутый отклик обеспечивает информацию об упомянутом спектре упомянутого падающего электромагнитного излучения; и
контролируемое регулирующее устройство для регулирования по меньшей мере одного из упомянутого множества параметров.
2. Способ измерения спектра электромагнитного излучения, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
обеспечивают твердотельную структуру, при этом упомянутая твердотельная структура имеет регулируемый слой носителей заряда, упомянутый слой носителей заряда имеет по меньшей мере один дефект и по меньшей мере один плазмонный резонатор, где упомянутый слой носителей заряда характеризуется множеством параметров;
принимают падающее электромагнитное излучение, характеризуемое первым частотным спектром и энергией;
направляют упомянутое падающее электромагнитное излучение на упомянутую твердотельную структуру;
преобразуют упомянутую энергию упомянутого падающего электромагнитного излучения в энергию по меньшей мере одной плазменной волны, при этом упомянутая плазменная волна характеризуется электромагнитным полем и упомянутая пламенная волна осциллирует со второй частотой и распространяется в по меньшей мере одном из упомянутых плазмонных резонаторов;
генерируют сигнал, используя нелинейный отклик по меньшей мере одного из упомянутых дефектов относительно упомянутого плазмонного электромагнитного поля;
регулируют по меньшей мере один из упомянутых параметров упомянутого регулируемого слоя носителей заряда;
получают множество измерений из упомянутых сигналов при различных значениях по меньшей мере одного из упомянутых параметров;
определяют зависимость между по меньшей мере одним из упомянутых параметров и значением упомянутого сигнала; и
определяют упомянутый первый частотный спектр упомянутого падающего электромагнитного излучения на основании упомянутой зависимости.
3. Устройство по п.1, в котором упомянутый отклик представляет собой фотонапряжение.
4. Устройство по п.1, в котором упомянутый отклик представляет собой фототок.
5. Устройство по п.1, в котором упомянутый отклик представляет собой фотоемкость.
6. Устройство по п.1, в котором упомянутый отклик представляет собой фотоиндуктивность.
7. Устройство по п.1, в котором упомянутый отклик представляет собой фотосопротивление.
8. Устройство по п.1, в котором упомянутый регулируемый параметр является плотностью носителей из упомянутого слоя носителей заряда.
9. Устройство по п.1, в котором упомянутый регулируемый параметр является диэлектрическим окружением упомянутого слоя носителей заряда.
10. Устройство по п.1, в котором упомянутый регулируемый параметр является напряженностью магнитного поля от независимого источника, и это поле проникает в упомянутый слой носителей заряда.
11. Устройство по п.1, в котором упомянутый регулируемый параметр является эффективной массой носителей из упомянутого слоя носителей заряда.
12. Устройство по п.1, в котором упомянутый регулируемый параметр является размером плазмонного резонатора.
13. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один дефект реализован как одно из следующего: вытравленный участок, неоднородность плотности носителей заряда, сужение или расширение, металлический слой (например, осажденный на структуру), примесное легирование, дефект подвижности носителей заряда, дефект диэлектрического окружения, структурный дефект.
14. Устройство по п.1, в котором множество периодически расположенных в пространстве, регулируемых плазмонных резонаторов введено в упомянутый слой носителей заряда.
15. Устройство по п.1, в котором множество не периодически расположенных в пространстве, регулируемых плазмонных резонаторов введено в упомянутый слой носителей заряда.
16. Устройство по п.1, в котором множество дополнительных контактов к упомянутому слою носителей заряда предусмотрено в дополнение к упомянутым первому и второму контактам.
17. Устройство по п.1, в котором более чем один спектрометр реализован в единственной твердотельной структуре.
18. Устройство по п.1, в котором упомянутая твердотельная структура содержит GaAs/AlGaAs гетероструктуру, где Ga является галлием, As является мышьяком и Al является алюминием.
19. Устройство по п.1, в котором упомянутая твердотельная структура представляет собой одну из: кремниевой структуры МОП-транзистора, InAs структуры или Si/Ge структуры, где Si является кремнием, In является индием, As является мышьяком и Ge является германием.
20. Устройство по п.1, в котором упомянутый слой носителей заряда выполнен в виде одиночной квантовой ямы.
21. Устройство по п.1, в котором упомянутый слой носителей заряда выполнен в виде двойной квантовой ямы.
22. Устройство по п.1, в котором упомянутый слой носителей заряда выполнен в виде сверхрешетки, содержащей множество квантовых ям.
23. Устройство по п.1, в котором упомянутый слой носителей заряда выполнен в виде гетероперехода.
24. Устройство по п.1, в котором носителям заряда в упомянутом слое носителей заряда при перемещении дается возможность перемещаться в более чем одном измерении.
25. Устройство по п.1, в котором упомянутое падающее излучение направляется на упомянутую твердотельную структуру по меньшей мере одним из линзы, раскрыва волновода и волновода.
26. Устройство по п.1, дополнительно содержащее устройство для охлаждения упомянутой твердотельной структуры.
27. Способ по п.2, в котором по меньшей мере один из упомянутых дефектов служит границей упомянутого плазмонного резонатора и выпрямителем.
28. Способ по п.2, в котором выпрямляющий дефект располагают на расстоянии от упомянутого по меньшей мере одного плазмонного резонатора.
29. Способ по п.2, в котором упомянутый сигнал представляет собой значение фотонапряжения.
30. Способ по п.2, в котором упомянутый сигнал представляет собой значение фототока.
31. Способ по п.2, в котором упомянутый сигнал представляет собой значение фотоемкости.
32. Способ по п.2, в котором упомянутый сигнал представляет собой значение фотоиндуктивности.
33. Способ по п.2, в котором упомянутый сигнал представляет собой значение фотосопротивления.
34. Способ по п.2, в котором упомянутый регулируемый параметр является плотностью носителей из упомянутого слоя носителей заряда.
35. Способ по п.2, в котором упомянутый регулируемый параметр является диэлектрическим окружением упомянутого слоя носителей заряда.
36. Способ по п.2, в котором упомянутый регулируемый параметр является напряженностью магнитного поля от независимого источника, и это поле проникает в упомянутый слой носителей заряда.
37. Способ по п.2, в котором упомянутый регулируемый параметр является эффективной массой носителей из упомянутого слоя носителей заряда.
38. Способ по п.2, в котором упомянутый регулируемый параметр является размером плазмонного резонатора.