[發(fā)明專利]用于高分辨率焦平面兆兆赫茲成像陣列的微型相校正天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080033321.1
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102460707A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H.L.莫斯巴克;G.芒庫;K.瑟特爾;P.史密斯
• 申請（專利權(quán)）人: 俄亥俄州立大學(xué)
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 周少杰

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2009年5月28日提交的、標(biāo)題為“Miniature?Phase-Corrected?Antennas?for?High?Resolution?Focal?Plane?THz?Imaging?Arrays”的、序列號61/181,809的臨時申請的權(quán)益，在此通過引用明確地并入其公開內(nèi)容。

關(guān)于聯(lián)邦資助研究的聲明

不適用。

背景技術(shù)

兆兆赫茲(terahertz，THz)輻射的非電離和穿透性質(zhì)使得其有希望用于商業(yè)和國防工業(yè)中的各種檢測方法[1-2]。同樣，在醫(yī)療場景中，可以將THz頻率狀況(regime)中的特定頻帶識別為惡性組織的標(biāo)記。調(diào)諧到這些標(biāo)記頻率，最近已經(jīng)提出將THz輻射作為癌癥檢測的有效工具，與x射線技術(shù)相反，這將展示出令人滿意的分辨率、相當(dāng)大的穿透深度和無害的輻射特性。對于最近利用500和800GHz的標(biāo)記頻率來識別乳腺癌的情形，這是尤其精確(true)和重要的。根據(jù)2006年美國癌癥協(xié)會監(jiān)視研究，1/8的女性可能在她們一生中得乳腺癌，如果在早期被檢測到，則這些情形中的96％是可治愈的。此外，非常期望在醫(yī)療手術(shù)期間實時觀看和識別被切除的組織，以便降低活體檢查(biopsy)時間和跟進手術(shù)次數(shù)。

通過對對象進行機械光柵掃描，來生成典型地使用THz輻射的醫(yī)療圖像。然而，與這樣的光柵掃描相關(guān)聯(lián)的長的圖像獲取時間構(gòu)成了主要的瓶頸。因此，在商業(yè)和科學(xué)界內(nèi)，最近已經(jīng)考慮了基于大陣列靈敏檢測器的快速THz成像系統(tǒng)。在這里公開的工作中，開發(fā)了具有低噪聲和高靈敏度的異質(zhì)結(jié)檢測器二極管的焦平面成像陣列拓撲。具體地，考慮到與延伸半球形透鏡上構(gòu)建的THz成像陣列的分辨率關(guān)聯(lián)的兩個主要需求。這些需求包括：(1)密集包裝的(tightly?packed)2D焦平面成像陣列的緊湊THz檢測器的布局。例如，之前在外差THz檢測器設(shè)置中采用在雙隙縫天線內(nèi)單片集成的肖特基二極管。盡管這些檢測器連同雙隙縫天線是具有吸引力的(因為它們高的高斯波束耦合效率和衍射受限圖樣[3])，但是對于本機振蕩器信號和相對大的低通IF濾波器部分的需求不考慮密封包裝陣列開發(fā)。(2)在不借助于昂貴且笨重的透鏡情況下的大量的天線/檢測器元件(或者等效像素)。當(dāng)延伸半球形透鏡用于在陣列元件上聚焦圖像時，透鏡/空氣邊界處的反射顯著地減少了位置遠離透鏡軸的像素的耦合效率。因此，檢測器元件的數(shù)量受到透鏡直徑的極大限制，并且不能支持超過±20°的掃描角的成像[4]。

為了減輕這些問題，在本公開中，公開并驗證了用于直接檢測THz輻射的、與零偏置的Sb異質(zhì)結(jié)構(gòu)反向二極管[5]集成的雙隙縫天線元件。另外，考慮了能夠支持傾斜的輻射圖樣的改進的天線布局，以便在不借助于昂貴且大的硅透鏡的情況下增加檢測器的數(shù)量。