InSb红外焦平面探测器阵列数值模拟和光电调控机理研究

来源 :中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:Liujiajia0801
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文通过数值模拟的方法对Pt/CdS紫外与InSb红外双色焦平面阵列和衍射型微透镜InSb红外焦平面探测器阵列的性能特征展开了初步的研究分析和设计优化,旨在为具有高灵敏度、大面阵和多色探测等特征的第三代InSb红外焦平面阵列器件的研发提供一定的理论指导和实践经验。研究结果表明,Pt/CdS紫外与InSb红外双色焦平面阵列可以同时处理紫外和红外波段的信号,从而提高器件的灵敏度和对目标物体的识别率,而衍射型微透镜InSb红外焦平面阵列通过引入光聚焦结构,可以有效提高量子效率和降低串音。具体的研究方法和成果如下:1、本文采用有限时域差分法(FDTD)和有限元法(FEM)联合模拟来对器件进行二维数值分析。在FDTD方法模拟电磁场的过程中,先建立各种材料参数的数据库,如各频率对应的电导率、相对介电常数和相对磁导率等,然后对设计的器件结构进行网格划分,结合材料参数和色散模型使用FDTD方法计算目标区域内的电磁场分布并转化为光生载流子浓度分布。在FEM方法模拟器件电学特性的过程中,结合光生载流子浓度分布结果,导入材料的迁移率、带隙、吸收系数、介电常数等参数,并依据经典漂移扩散模型、SRH复合和俄歇复合等基本物理模型计算器件零偏下的电流。2、通过以上模拟方法,获得了Pt/CdS紫外与InSb红外双色焦平面探测器阵列的光谱响应,结果表明该器件的工作波段为300~550nm(紫外)和2.9~5.7μm(红外),理论上验证了Pt/CdS紫外与InSb红外双色焦平面阵列双色探测的可行性。利用衍射光学理论设计了四相位单波带、五相位单波带、八相位单波带、十六相位单波带和八相位双波带五种衍射型微透镜InSb红外焦平面探测器阵列,通过数值模拟来分析器件量子效率和串音率与衍射型微透镜结构的关系。研究发现,相比于传统的折射型微透镜,衍射型微透镜在微结构尺寸与波长相当时具有更好的聚焦效果。随着波带内相位数的增加,衍射型微透镜InSb红外焦平面探测器阵列的量子效率增加而串音率减小,其中十六相位结构在衍射型微透镜厚度为165μm时具有最高的量子效率52.0%。通过对不同结构的衍射型微透镜InSb红外焦平面探测器阵列的量子效率进行拟合得到了量子效率与器件结构参数关系的经验公式。这些研究成果可以为第三代In Sb红外焦平面阵列技术提供理论支持。
其他文献
矢量调制器作为干扰抵消器的核心部件,能对信号进行一定幅度的衰减与任意角度的相移调制,使调制后的信号与干扰信号幅度相等相位相反,实现对干扰信号的抵消。主要应用在干扰
<正> 韩国旅游业的崛起与其国民经济的飞速发展几乎是同步的。短短三十多年来,无论在入境旅游、出境旅游、旅游创汇等方面均获得了世人瞩目的成绩。至1996年底,入境国际旅游
死亡是人生的必然结局,是一种客观存在。它与人的切身关系使其成为文学表现的重要主题。死亡主题的审美价值在于它反映了人追求真善美的价值,生与死的冲突与对立更是赋予这种
光纤激光器是一种特殊形态的固体激光器,与传统的固体激光器相比,具有易与光纤系统耦合且插入损耗小,输出光束质量好等独特的优点,目前已经广泛应用于光通信、光传感、雷达、
随着微电子工业遵循摩尔定律的不断发展,集成电路集成度不断提高,器件尺寸不断缩小,在这种趋势下,先前使用的传统高K栅介质SiO2层会减小到原子尺寸,漏流会急剧增加,从而导致
激光测距板的大规模生产中,人工质量检测和功能验证不仅耗时而且效率较低,对自动化测试设备有较大的需求。激光测距板自动化检测系统的关键在于关键位置的信号采样和测距功能
Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹是工程结构中常见的裂纹形式,在循环载荷作用下往往会导致零部件的疲劳失效。本文针对弹塑性状态下复合型疲劳裂纹,应用扩展有限元结合循环内聚力模型的方法进
微流控芯片电泳是一种通过采用微加工技术,在基片材料上制作出电泳微流通道结构及其它配套功能单元,以实现集微量样品快速分离、准确检测于一体的高效低耗的微型电泳分析实验
一般来说,高层建筑管线复杂、密集度很高,给人们的日常生活带来很大影响,对于高层建筑的水电设备安装工程,需要严格控制各环节的工作。本文主要介绍高层建筑,水电设备施工安
小学数学是一门思维性很强的基础性学科,不仅要求学生认识和运用数学、图形、方程式等,还要求学生运用所学的数学知识进行思考、解题和应用。因此,小学数学的教学核心应该重