[發明專利]一種非制冷型毫米波/紅外疊層探測器

有效

• 申請號: 201410407533.1
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104330169B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 郭云芝;安寧;穆學楨;孫維國;李墨;趙書敏;陳洪許
• 申請（專利權）人: 中國空空導彈研究院
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;H01Q1/22;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種非制冷型毫米波/紅外疊層探測器，屬于多模、多光譜復合探測中的探測器技術。

背景技術

采用雙模或多模探測技術能夠更加有效的對目標的特性進行探測，是未來探測技術發展的主流方向之一。由于雙模或多模復合探測能夠探測同一目標的兩種電磁譜段以上的目標特性，因此能夠提供更多的信息量，有利于發揮各自優勢，解決單一模式所難以解決的問題。

將天線作為光學探測器的窗口可實現雙模共孔徑探測，但該天線必須透光。透明電子學是近年來十分熱門的研究領域，納米級厚度的石墨烯既具有良好的導電性能，又在紅外波段有很高的透過率。因此，可以采用石墨烯薄膜替代以往的微帶貼片天線中的金屬貼片(薄膜)和地板，制備透紅外的毫米波天線，其與紅外焦平面探測器的結合可以實現毫米波/紅外復合的雙模探測器。

在某些應用系統中要求結構緊湊、體積小且同軸共視場。為了滿足這種需求，本發明制備出一種結構緊湊、體積小又能實現雙模探測的探測器，即非制冷型毫米波/紅外疊層探測器。

發明內容

本發明的目的是提供一種非制冷型毫米波/紅外疊層探測器，用以解決某些應用系統中對探測器既要結構緊湊、體積小，又能實現雙模探測的需求的技術問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括一種非制冷型毫米波/紅外疊層探測器，包括微帶天線、非制冷型探測器元件和讀出電路，其特征在于，微帶天線的背面通過粘合劑粘貼在非制冷型探測器元件背面，非制冷型探測器元件的正面通過連接柱與讀出電路連接；所述微帶天線的絕緣介質基片的一面為石墨烯導電薄膜，石墨烯導電薄膜上刻蝕出的縫隙成陣列分布，在絕緣介質基片另一面，與石墨烯導電薄膜上每個縫隙對應位置都印制有金屬饋線，所述的石墨烯導電薄膜透紅外輻射，所述微帶天線接收毫米波。

所述石墨烯導電薄膜為2-8層石墨烯薄膜。

所述的非制冷型探測器元件為InAsGa焦平面探測器，工作在室溫環境下。

所述的InAsGa焦平面探測器含有陣列分布的光敏元，金屬饋線分布在光敏元之間的縫隙所對應的絕緣介質基片上。

所述的光敏元之間的間隙為10-20微米。

所述連接柱為銦柱。

所述絕緣介質基片材料選取二氧化硅、藍寶石、氟化鎂或者尖晶石。

本發明的技術方案提供的雙模探測器中微帶天線和探測器元件通過粘合劑粘貼在一起，探測器元件通過銦柱與讀出電路連接在一起，這使雙模探測器結構緊湊、體積小。

另外，微帶天線的絕緣介質基片正面為石墨烯導電薄膜，石墨烯導電薄膜上刻蝕出的縫隙成陣列分布，在絕緣介質基片另一面，與石墨烯導電薄膜上每個縫隙對應位置都印制有金屬饋線；導電薄膜是由石墨烯制成的，石墨烯薄膜不僅具有良好的導電性，還可以透射紅外線，當包含有毫米波和紅外輻射的射線射入該雙模探測器時，首先經過微帶縫隙天線，對毫米波進行接收，由于該微帶天線整體對紅外波段有良好的透過率，InAsGa焦平面探測器能夠接收到大部分入射的紅外射線，從而實現了雙模疊層探測，并且結構緊湊、體積小，為毫米波/紅外雙模復合探測的廣泛應用奠定基礎。

附圖說明

圖1是本發明實施例中雙模探測器的俯視圖；

圖2是本發明實施例中雙模探測器的側視圖；

圖3是本發明實施例中雙模探測器的剖面圖；

圖中1為絕緣介質基片，2為石墨烯薄膜，3為金屬饋線，4為InAsGa焦平面探測器，5為銦柱，6為Si-CMOS讀出電路，7為透紅外的粘合劑。

具體實施方式

本發明提供了一種非制冷型毫米波/紅外疊層探測器，包括微帶天線、非制冷型探測器元件和讀出電路，微帶天線通過粘合劑粘貼在非制冷型探測器元件背面，非制冷型探測器元件的正面通過連接柱與讀出電路連接；所述微帶天線的絕緣介質基片的一面為石墨烯導電薄膜，石墨烯導電薄膜上刻蝕出的縫隙成陣列分布，在絕緣介質基片另一面，與石墨烯導電薄膜上每個縫隙對應位置都印制有金屬饋線。

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。