专利名称：高探测率的红外焦平面探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种高探测率的红外焦平面探测器，属于对红外焦平面探测器结构的进一步改进。
衡量红外焦平面探测器性能的重要指标之一是填充因子，填充因子的高低将直接影响探测器的响应率及探测率。而传统探测器的填充因子是由光敏面积的大小决定的，由于光敏面受材料均匀性及电路结构的限制，面积总是比像元面积小许多，填充因子只能达20％～50％。此外由于每个光敏面辐射接收角为0°～180°，热辐射光经过反射、散射，在光路中形成有害杂散光背景，这些因素直接影响了探测器的探测能力。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种采用微光学聚能器作光聚能并兼作微孔径冷屏光栏的结构，使光能利用率得到提高，并降低热背景噪声，构成高探测率的红外焦平面探测器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到红外探测器芯片上的中部是探测器的光敏面，在红外探测器窗口与光敏面之间放置有微光学聚能器，微光学聚能器由与探测器像元尺寸相匹配的若干大数值孔径的微透镜列阵组成，且每个微透镜的孔径及形状都与探测器光敏面相匹配。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到微光学聚能器用冷凝胶固定在微透镜架上的中心孔处，置于红外探测器窗口与光敏面之间，微透镜架则支撑在探测器的芯片上。
图1为本实用新型的结构图。
图2为本实用新型的结构图的俯视图。
图3为实施例2的微光学聚能器结构俯视图。
本实用新型下面将结合附图作进一步详述。
如图1和图2所述红外焦平面探测器外壳(1)的端部为探测器芯片(2)，芯片中部是探测器的光敏面(3)，微光学聚能器(4)用冷胶凝固定在微透镜架(5)上的中心孔处，置于红外探测器窗口(7)与光敏面(3)之间。
如图3所述微光学聚能器(4)选用性能适于低温工作条件的光学材料，微细加工出每个孔径及形状与探测器像元尺寸相匹配的、填充因子可达100％的微透镜列阵(6)，经镀增透膜处理后，切割形成一定尺寸的微光学聚能器(4)。
微光学聚能器上的微透镜列阵与探测器光敏面的对准通过精调微透镜架来实现；微光学聚能器与探测器光敏面之间的耦合间隙通过精修微透镜架的高度来保证。
当入射光经过微光学聚能器时，由于透镜对光的会聚作用，入射光的光能就被收集到探测器的光敏面上。微光学聚能器提高了探测器的填充因子，使探测率提高。
本实用新型相比已有技术具有如下优点1.将与探测器像元尺寸相匹配的若干大数值孔径的微透镜列阵组成的微光学聚能器，精密耦合到探测器上，由于透镜对光的会聚作用，使入射光的光能更多的收集到探测器的光敏面上，提高了光能的利用率，从而使探测系统的响应率和探测率得到成倍提高。
2.该结构可降低探测器对成象光学系统的要求，因为若使红外探测器的探测率不变，增加填充因子后，可降低对成象系统会聚能力的要求，使结构简化，间接实现轻量化的目的。
3.采用填充因子可达100％的微光学聚能器可以在提高元件填充因子的同时，使实际光敏面积保持不变甚至减小，从而减小噪声，提高抗辐射的能力。
4.形成的微孔径冷屏列阵抑制了热背景噪声，提高了红外探测器的信噪比。
5.微光学聚能器与探测器光敏面之间的耦合间隙可通过精修微透镜架的高度调整，保证耦合精度。
权利要求1.高探测率的红外焦平面探测器，其外壳(1)的端部是探测器芯片(2)，探测器芯片(2)的中部是探测器的光敏面(3)，其特征在于在探测器光敏面(3)的前方放置有微光学聚能器(4)，微光学聚能器(4)由与探测器像元尺寸相匹配的大数值孔径的微透镜列阵(6)组成，且每个微透镜的孔径及形状都与探测器光敏面相匹配。
2.如权利要求1所述的高探测率的红外焦平面探测器，微光学聚能器(4)固定在一微透镜架(5)的中心孔处，置于探测器光敏面(3)的前方，微透镜架(5)则固定支撑在探测器的芯片(2)上。
专利摘要高探测率的红外焦平面探测器,属于对红外焦平面探测器原有结构的改进,其特征是在红外探测器的窗口与光敏面之间放置有微光学聚能器,微光学聚能器由与探测器像元尺寸相匹配的大数值孔径的微透镜列阵组成,且每个微透镜的孔径及形状都与探测器光敏面相匹配。具有光能利用率高、热背景噪声低、抗辐射能力强、系统的响应率、探测率高、结构简化等优点。
文档编号H01L31/09GK2363385SQ9824986
公开日2000年2月9日 申请日期1998年12月10日 优先权日1998年12月10日
发明者杜春雷, 周礼书, 王永茹, 邱传凯 申请人:中国科学院光电技术研究所