学特性(折射率、消光系数)以及电磁波的入射波长决定，其他参数发生变化时，光栅间隔也随之发生变化。
[0026]光电二极管23，形成在衬底21的下表面。经偏振光栅22分光后的偏振光到达光电二极管23上时，由于光电效应产生光电流，并将产生的光电流的电学信号注入至读出电路24。如图2所示，光电二极管23包括:光电二极管的P型区25、光电二极管的η型区26、光电二极管的P型区欧姆接触27、光电二极管的η型区欧姆接触28。对于近红外波长的偏振探测，光电二极管23可采用铟镓砷材料制备而成，衬底21可采用磷化铟材料。光电二极管23的像素尺寸大小在20?40umX20?40um之间，像素间隔为2?5um，成阵列排布。
[0027]需要说明的是，偏振光栅22的每个光栅的像素与光电二极管23的像素--对应，
实现一对一像素级偏振滤光，从而有效避免偏振探测中像素间的串扰。
[0028]优选的，本实用新型实施例中的光电二极管23为雪崩光电二极管，雪崩光电二极管可以显著增强光电增益，弥补由于偏振分光导致的辐射能量约减少一半所带来的信号变弱问题，从而提高了探测器的灵敏度。
[0029]读出电路24通过连接铟柱29与光电二极管23相连接，具体的，读出电路24通过连接铟柱29分别与光电二极管的P型区欧姆接触27、光电二极管的η型区欧姆接触28电连接，用于接收光电二极管23由于光电效应产生的光电信号，并将该电学信号处理后对外输出。
[0030]图4为本实用新型实施例的探测器的读出电路工作原理图，如图4所示，读出电路24具体包括:输入单元41、运算放大单元42、输出单元43、数字控制单元44。输入单元41与光电二极管23相连接，接收光电二极管23产生的电学信号，并将该电学信号注入至运算放大单元42，运算放大单元42将电学信号进行放大处理，然后经输出单元43对外输出电学信号。数字控制单元44与输入单元41、运算放大单元42、输出单元43电气连接，用于对整个读出电路24进行时序控制。
[0031]本实用新型实施例的探测器可应用于红外偏振探测领域，当红外电磁波入射到探测器的偏振光栅阵列上，被偏振光栅进行偏振分光，由于偏振光栅的特殊设计可以同时获得O。、45°、90° N135°四个偏振角度的偏振光，分光后的偏振光到达雪崩光电二极管上，由于光电效应产生光电流，产生的光电流经与读出电路互连的铟柱连接注入至读出电路，然后经电路的列运算放大单元进行电学信号的放大，经读出电路的输出单元输出电学信号，通过外部数据采集模块的处理，即可进行0°、45°、90°、135°四个偏振角度的探测数据采集，基于偏振度和偏振角的算法对输出电学信号进行图像处理，即可获得偏振度和偏振角的图像。
[0032]本实用新型实施例提出的探测器通过在衬底的上下表面分别设置偏振光栅和光电二极管，偏振光栅与光电二极管像素对应，从而将偏振分光功能集成在探测器上，这种集成式设计有效的减少探测系统的体积和重量，显著提高了探测系统的机械稳定性。同时偏振光栅每2X2为一组，包括四个起偏方向的光栅，可同时进行O°、45°、90° N135°四个偏振角度的分光，从而使得每一个帧周期可同时输出探测器阵列中所有的像素对经偏振分光后的入射福射的光电响应信号，这些信号中包括0°、45°、90° N135°四个偏振角度偏振分光的光电响应。光电二极管米用雪崩光电二极管可以大大增强光电增益，弥补由于偏振分光导致的辐射能量减少一半所带来的信号变弱问题，从而提高了探测器的灵敏度。
[0033]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种探测器，其特征在于，所述探测器包括: 衬底； 偏振光栅，阵列式排布在所述衬底的上表面，所述偏振光栅用于对入射光进行偏振分光; 光电二极管，阵列式排布在所述衬底的下表面，所述光电二极管与所述偏振光栅像素 对应，用于吸收经所述偏振光栅分光后的偏振光而产生光电流； 读出电路，与所述光电二极管相连接，用于接收和处理所述光电流。2.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述偏振光栅每4个为一组，包括0°、45°、90°、135°四个方向的偏振光栅。3.根据权利要求1或2所述的探测器，其特征在于，所述偏振光栅的线条之间间隔200 ?500umo4.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述光电二极管为雪崩光电二极管。5.如权利要求1或4所述的探测器，其特征在于，所述光电二极管的像素大小在20?40umX 20?40um之间，像素间隔为2?5um。6.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述读出电路与所述光电二极管相连接具体为，所述读出电路通过倒装焊接工艺与所述光电二极管相连接。7.如权利要求1或6所述的探测器，其特征在于，所述读出电路具体为: 输入单元，与所述光电二极管电连接，用于接收所述光电流； 列运算放大单元，与所述输入单元电连接，用于对所述光电流的电学信号进行放大处理； 输出单元，与所述列运算放大单元电连接，用于输出所述经放大处理的电学信号； 数字控制单元，与所述输入单元、列运算放大单元、输出单元电连接，用于提供所述读出电路的工作时序。
【专利摘要】本实用新型实施例涉及一种探测器，所述探测器包括：衬底；偏振光栅，阵列式排布在衬底的上表面，偏振光栅用于对入射光进行偏振分光；光电二极管，阵列式排布在衬底的下表面，光电二极管与偏振光栅像素一一对应，用于吸收经偏振光栅分光后的偏振光而产生光电流；读出电路，与光电二极管相连接，用于接收和处理光电流。本实用新型实施例提出的探测器，通过在衬底的上下表面分别设置偏振光栅和光电二极管，偏振光栅与光电二极管像素一一对应，从而将偏振分光功能集成在探测器上，这种集成式设计有效的减少整个探测系统的体积和重量，显著提高了探测器系统的机械稳定性。
【IPC分类】G01J1/42
【公开号】CN204831543
【申请号】CN201520477993
【发明人】胡小燕, 王玺, 韩建忠
【申请人】中国电子科技集团公司信息科学研究院, 中国电子科技集团公司第四十四研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月3日