[實用新型]一種非制冷寬波段紅外偏振焦平面探測器

有效

• 申請號: 201921991323.6
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN210866199U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉軍庫;陳召;肖林
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/0203;H01L31/101;H01L25/04
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 左文

本申請涉及一種非制冷寬波段紅外偏振焦平面探測器，所述探測器包括像元結構構成的像元結構陣列和光柵結構陣列，所述2N×2N，其中N≥1，個光柵結構陣列通過一對支撐柱固定在所述像元結構陣列上方；所述光柵結構陣列包括懸臂支架和光柵結構；所述懸臂支架通過支撐柱固定在所述像元結構陣列的上方；所述光柵結構分別相對應每一個像元結構設置在所述懸臂支架上，構成與像元結構陣列中行列數量相適配的光柵結構陣列。本實用新型不僅解決了傳統非制冷紅外偏振探測器在中波無響應的問題，同時將相鄰像元對應的光柵結構通過一個雙支撐懸臂梁制作在一起，具有工藝相對簡單、對光敏元覆蓋充分、可以實現高消光比的優勢。

技術領域

本實用新型屬于非制冷紅外探測器技術領域，具體涉及一種非制冷寬波段紅外偏振焦平面探測器。

背景技術

紅外探測技術的發現和使用極大的拓展了人類視野的范圍，其在信息獲取、物質分析方面具有廣闊的應用前景，而傳統的紅外探測器只對紅外輻射的強度敏感，而忽略了紅外輻射的偏振等其他維度的信息，偏振等其他維度信息的探測和利用可以提升紅外探測系統的探測能力和信息獲取能力，尤其是在目標識別、分類等方面的能力。

近年來，研究人員逐漸開發了分時型、分振幅型、分波前型等基于光學系統的紅外偏振探測系統。相對于紅外偏振探測系統，單片集成的紅外偏振探測器不僅體積功耗小，而且時效性、應用效能都優于系統性能，但是目前還沒有成熟的單片集成紅外偏振探測器產品。因此，開發像素級的偏振敏感紅外探測器具有重要意義，有助于提升現有紅外探測器在人工目標識別、云霧天氣目標搜索等方面的應用效能。

現有的單片集成非制冷紅外偏振探測器文章和專利主要研究和開發8～14μm長波波段的器件，而對于實現能夠覆蓋中波3～5μm及甚長波的寬波段非制冷紅外偏振敏感探測器很少，而實現能夠覆蓋中波到甚長波3～16μm的紅外探測器不僅能夠發揮長波紅外探測的優勢、同時能夠發揮中波受背景輻射干擾小的優勢，在目標識別、分類等方面有極大的應用需求，同時，現有單片集成非制冷紅外偏振探測器單個像素對應的偏振結構通過單獨支撐結構，一方面加工工藝復雜，另一方面由于獨立支撐光柵對下面像素不能實現全覆蓋，不利于實現高消光比。

實用新型內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種對光敏元覆蓋充分、可以實現高消光比的非制冷寬波段紅外偏振焦平面探測器，基于該結構的非制冷紅外偏振焦平面探測器可用于人工目標識別、云霧天氣下目標搜索和深空探測、紅外安防、紅外夜視等領域。

為實現上述目的，本實用新型根據本申請實施例提供一種非制冷寬波段紅外偏振焦平面探測器，所述探測器包括像元結構構成的陣列和光柵結構陣列；所述光柵結構陣列設置在所述像元結構陣列上面；

所述光柵結構陣列包括懸臂支架和光柵結構；其中，所述懸臂支架通過支撐柱固定在所述像元結構陣列的上方；所述光柵結構分別相對應每一個像元結構設置在所述懸臂支架上構成與像元結構陣列中行列數量相適配的光柵結構陣列，所述2N×2N光柵結構陣列通過一對支撐柱固定在所述像元結構陣列的上方，其中N≥1。

進一步的，所述懸臂支架用于支撐光柵結構，所述懸臂支架采用Si₃N₄材料制成；所述光柵結構均采用Si₃N₄和Al材料制成；或者所述光柵結構均采用Si₃N₄和Au材料制成。

進一步的，所述光柵結構陣列中Si₃N₄的厚度在0.1～0.3μm之間，Al或者Au材料的厚度在0.1～0.5μm之間。

進一步的，在最小的2×2的光柵結構陣列中，四個光柵結構的光柵角度設置有兩種設置方式：

第一種設置方式：四個光柵結構中的光柵角度相差45°；或者

第二種設置方式：其中一個光柵結構為空白區，其余三個光柵結構中的光柵角度相差45°。