一种用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器的制作方法

本发明涉及光电探测器技术领域，具体涉及一种用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器。

背景技术：

光电探测器的物理效应通常分为光子效应和光热效应，对应的探测器分别称为光子型探测器和光热型探测器。各种光子型探测器的共同特征是采用半导体能带材料，光子能量对探测材料中光电子的产生起直接作用，故光子型探测器存在截止响应频率或波长，且光谱响应限于某一波段，因此不同的材料体系决定了探测器具有不同的响应波长范围，一般难以用于宽谱或多谱段探测。对于光热型探测器，在吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，从而引起探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化，故光热效应与光子能量的大小没有直接关系，光热型探测器原则上对频率没有选择性。由于红外波段特别是中长波红外以上波段的光热效应相比紫外和可见光更明显，故光热探测器通常用于中长波光学辐射的探测，典型的光热型探测器包括微测辐射热计、热释电探测器和热偶探测器等种类。由于温度升高是热积累的作用，基于光热效应的热探测器一般响应速度较慢，在毫秒量级。

然而,现有的光热探测器主要是用来探测光的强度，主要的改进方向也体现是在如何探测的光的强度方面，对线偏振光的敏感度较低，特别是无法确认线偏振光的偏振方向。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是解决光热探测器无法法确认线偏振光的偏振方向的问题。

为此，本发明提供了一种用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器,包括热敏感线,所述热敏感线的左右两侧设置有正/负电极，所述热敏感线的上表面设置有多条的凹槽，所述热敏感线的上表面、凹槽的表面均覆盖有金属膜。

所述多条的凹槽于热敏感线上表面是纵向或者横向排列。

所述热敏感线与正/负电极之间设置有导电板。

所述金属膜为金、银形成的纳米颗粒层。

所述凹槽内部还设置有SiO2球。

所述金属膜的底面、热敏感线的上表面均覆盖有有SiO2层；所述SiO2层的上方还设置有TiO2。

所述凹槽的左侧壁与底面的夹角小于90°，右侧壁与底面的夹角与左侧壁与底面的夹角为轴对称。

所述热敏感线材料包括VOx、Si、SiGe、YBCO或NiO。

本发明的有益效果：本发明提供的这种用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器，解决光热探测器无法进行线偏振光的偏振方向探测的问题，通过在热敏感线表面设置光栅，当线偏振光入射的时候，会在与光栅设置方向吻合的情况下，吸收率最高，所吸收的光能够最大限度的转换为热能，进而对热敏感线的电阻率造成最大的影响，通过在热敏感线两端加载外接电源，通过检测通过热敏感线的电流变化，来判断线偏振光的方向，该用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器，相比于现有的光检测仪，具有操作简单，成本低的特点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器结构俯视图。

图2是用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器侧视图一。

图3是用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器侧视图二。

图4是用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器侧视图三。

图5是用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器侧视图四。

图中：1、热敏感线；2、凹槽；3、金属膜；4、正/负电极；5、导电板；6、SiO2球；7、SiO2层；8、TiO2；9、左侧壁与底面的夹角；10、右侧壁与底面的夹角。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了解决光热探测器无法确认线偏振光的偏振方向的问题。本发明提供了一种如图1、图2所示的用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器,包括热敏感线1,所述热敏感线1的左右两侧设置有正/负电极4，该正/负电极4用于接入外接的探测电源，从而提供线偏振光的偏振方向所需的电源；所述热敏感线1的上表面设置有多条的凹槽2，所述热敏感线1的上表面、凹槽2的表面均覆盖有金属膜3。

所述多条的凹槽2于热敏感线1上表面是纵向或者横向排列，当入射的线偏振光与凹槽2构成的光栅的方向一致的时候，会有最大的吸收率，此时改变热敏感线1的电阻率最大，导致外接电源连接热敏感线1后的电流变化最大，通过检测电流的变化就可以判断线偏振光的方向。

为了使得热敏感线1所加载的外接电源的电能能够更加均匀的通过热敏感线1，在所述热敏感线1与正/负电极4之间设置有导电板5，这样外接电源的电能就可以在热敏感线1两端之间形成更加均匀的电场。

所述金属膜3为金、银形成的纳米颗粒层，该金属膜3主要是增强光栅对入射线偏振光的吸收，以便能够更好的检测电流的变化，使得线偏振光的方向判定更加的灵敏、准确。

进一步的，可以在所述凹槽2内部还设置有SiO2球6，这样可以增强凹槽2内的光吸收，如图2所示。

进一步的，所述金属膜3的底面、热敏感线1的上表面均覆盖有有SiO2层7；所述SiO2层7的上方还设置有TiO28，这样可以形成一个类似于温室隔热空间的结构，同样是为了提高对入射线偏振光的吸收，如图3所示。

进一步的，所述凹槽2的左侧壁与底面的夹角9小于90°，右侧壁与底面的夹角10与左侧壁与底面的夹角9为镜像对称，这样，就形成了一个开口小、底部稍微大的空间、同时在凹槽2外壁设置有金属膜3，也可以提高对入射线偏振光的吸收，如图5所示。

以上三种提高线偏振光的吸收率的方式，可以单独使用，也可以一起使用；如图4所示为金属膜3的底面、热敏感线1的上表面均覆盖有有SiO2层7；所述SiO2层7的上方还设置有TiO28这种方式与凹槽2内部还设置有SiO2球6这种方式一起使用的示意图；同样具有很好的促进对线偏振光吸收的作用。

所述热敏感线1材料包括VOx、Si、SiGe、YBCO或NiO，热敏感线1的材料的要求是对于热效应能够发生电阻率变化，上述的材料一般具有比较高的电阻温度系数(TCR)，其绝对值大于1％/℃；另外，现有的热释电材料、热电偶等现有可感知热量变化的其他热敏感材料同样可以作为热敏感线1的制作材料。

实际应用的时候，凹槽2的设置2可以设置为水平方向或者竖直方向，将线偏振光沿着与凹槽2相同的方向进行入射，在热敏感线1两端的电极的加载外接电源，对电流进行检测并记录电流为A1，将线偏振光沿着与凹槽2垂直的方向进行入射，在热敏感线1两端的电极的加载外接电源，对电流进行检测并记录电流为A2，比较电流A1与A2的大小，若A1＜A2，则线偏振光沿着的偏振方向与凹槽排列的方向相同；若A1＞A2，则线偏振光沿着的偏振方向与凹槽排列的方向相垂直。

需要说明的是，上述判断线偏振光的偏振方向的结果，是基于热敏感线1的电阻与温度(热阻系数)是正系数关系，即热敏感线1的电阻值随温度升高而变大的情况；如果热敏感线1的电阻与温度(热阻系数)是负系数关系，即热敏感线1的电阻值随温度升高而变小的情况，则结果刚好相反。

综上所述，本实施例提供的这种用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器，解决光热探测器无法进行线偏振光的偏振方向探测的问题，通过在热敏感线1表面设置光栅，当线偏振光入射的时候，会在与光栅设置方向吻合的情况下，吸收率最高，所吸收的光能够最大限度的转换为热能，进而对热敏感1线的电阻率造成最大的影响，通过在热敏感1线两端加载外接电源，检测通过热敏感线的电流变化，来判断线偏振光的方向，该用于线偏振光的偏振方向探测的光学热探测器，相比于现有的光检测仪，具有操作简单，成本低的特点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。