多波段氧化钒非制冷红外探测器的研究

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红外探测器发展的方向是非制冷、焦平面阵列化及低成本,基于热敏电阻特性的微测辐射热计是非制冷红外探测器的主流方向之一,氧化钒是目前应用于微测辐射热计热敏层的主流材料。在军用电子装备应用中,目标物体携带伪装设备,使得探测器在获取目标信息方面存在偏差(如信息的衰减或波段的偏离),影响探测器的准确性和可靠性,对多波段红外吸收及吸收峰位调控提出了迫切的要求。  本文开始着重介绍了目前国内外多波段红外探测器的研究现状,引出了多波段吸收及吸收峰位调控的成果背景。本文提出了基于表面等离子体共振(SPR)效应增强氧化钒红外探测器多波段吸收这一创新想法,基于有限元方法在 COMSOL中完成器件建模工作,并进行了正确性及稳定性的分析,实现了红外中波(3~5μm)和长波(8~14μ m)多波段增强吸收。通过对建模的一些关键参数优化,研究了不同谐振腔高度、周期性SPR结构尺寸及周期大小对吸收峰位的影响;通过比较吸收峰位及吸收率的不同,得到了吸收峰位调控的方法。  在此基础上提取相关介质的参数,结合 MEMS工艺完成了单项工艺开发,对单项工艺制备完成了测试及实验表征,为多波段红外探测器的制备提供了技术支持。
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