文档名：基于兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器研究
摘要：设计了一种基于氮化铝(AlN)兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器,基于超表面的吸收器用于对特定波长红外辐射的吸收,再利用AlN兰姆波谐振器的温度频率效应检测红外辐射.首先,对兰姆波谐振器的电极周期、电极宽度、AlN薄膜厚度和支撑轴尺寸进行优化设计,设计了电极周期分别为12μm和1.2μm的谐振器结构,其工作频率分别为365MHz和2544MHz.其次,设计了方形结构超表面的等离子体吸收器,并研究分析其红外吸收机理及结构尺寸对吸收性能的影响规律.通过集成超表面红外吸收器并调节吸收结构尺寸,实现可调谐、近100％的双带吸收性能,在3μm～5μm和8μm～12μm处的吸收率均超过99.5％,谐振式热红外探测器的响应时间低于0.8ms、热噪声等效功率低于10-11Hz/μW.
Abstract：AresonantthermalinfrareddetectorbasedonAlNLambwaveresonatorandmetasurfaceisdesigned.Thedetectordetectsin-fraredradiationbyabsorbinginfraredlightandcausingthetemperature-frequencyeffectoftheresonator.Theelectrodeperiod,electrodewidth,AlNthicknessandanchoroftheresonatorareoptimizedandtheresonatorwithelectrodeperiodof12μmand1.2μmisde-signed,anditsworkingfrequencyis365MHzand2544MHz.Thesquaremetasurfaceisdesigned,anditsinfraredabsorptionmecha-nismandtheinfluenceofstructuresizeontheabsorptionpeakarestudied.Dual-bandtunableandtheabsorptionratesachievingover99.5％at3μm-5μmand8μm-12μmarerealizedbyintegratingthemetasurfaceandadjustingitssize,theresponsetimeofthereso-nantthermalinfrareddetectorislessthan0.8ms,andthethermalnoiseequivalentpowerexceeds10-11Hz/μW.
作者：林叶繁 党岩盟 孙海燕 赵继聪 王鹏 Author：LINYefan DANGYanmeng SUNHaiyan ZHAOJicong WANGPeng
作者单位：南通大学专用集成电路设计重点实验室,江苏南通226019中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200437
刊名：传感技术学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(3)
分类号：TN215TN4
关键词：红外探测技术 热探测器 兰姆波谐振器 等离子体
Keywords：Infrareddetectedtechnology Heatdetector Lambwaveresonator Plasma
机标分类号：TN253O484.5TB383
在线出版日期：2024年6月27日
基金项目：国家自然科学基金，红外物理国家重点实验室开放课题基于兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器研究[
期刊论文] 传感技术学报--2024, 37(3)林叶繁 党岩盟 孙海燕 赵继聪 王鹏设计了一种基于氮化铝(AlN)兰姆波谐振器和超表面的谐振式热红外探测器,基于超表面的吸收器用于对特定波长红外辐射的吸收,再利用AlN兰姆波谐振器的温度频率效应检测红外辐射.首先,对兰姆波谐振器的电极周期、电极宽度、A...参考文献和引证文献
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