太赫茲微測輻射熱計單元仿真與性能測試.pdf

1、太赫茲波處于電子學(xué)向光子學(xué)過渡的過渡區(qū),其獨特的性質(zhì)引起了科學(xué)界愈發(fā)濃厚的興趣。太赫茲探測成像是太赫茲技術(shù)應(yīng)用的重要方向,太赫茲微測輻射熱計探測是太赫茲探測成像的一項重要組成,其具有低成本、輕便、可靠及寬頻帶的特性。
　　本文將微測輻射熱計由紅外領(lǐng)域推向太赫茲領(lǐng)域,對微測輻射熱計的結(jié)構(gòu)進行了改進,使其適宜探測太赫茲波。設(shè)計的太赫茲微測輻射熱計探測元尺寸為75μm×75μm,采用L型橋腿。探測器頂部增加薄膜金屬作太赫茲吸收層,底部加

2、電學(xué)連通層以方便外圍讀出電路讀出信號。
　　太赫茲吸收層采用薄膜金屬,忽略介質(zhì)的影響,根據(jù)電磁理論,吸收率最大可以達到50％。實際制備太赫茲吸收層時對工藝進行了改進,用氟離子轟擊金屬薄膜表面使其粗糙黑化,提高對太赫茲波的吸收,一定程度上解決了因工藝限制金屬薄膜厚度不能達到理論吸收最大值的要求所帶來的金屬薄膜對太赫茲波反射大的問題。實際制備的金屬薄膜太赫茲吸收層對太赫茲波的吸收率可以達到20％以上。
　　對所設(shè)計的太赫茲微測輻

3、射熱計進行了仿真分析。增寬橋腿可以增加探測器的力學(xué)穩(wěn)定性,降低熱響應(yīng)時間,但會降低其溫度變化值,2.2微米寬的橋腿較為適宜。增加橋面保護層的厚度對探測器力學(xué)穩(wěn)定性的改善更強于增寬橋腿,但溫度變化值會降低,同時其熱響應(yīng)時間也會增大,450nm是一個較為適宜的橋面保護層厚度。
　　設(shè)計了一種適用于太赫茲微測輻射熱計的折射型光學(xué)鏡頭,并利用 Tracepro軟件對其進行了仿真,優(yōu)化后得到了較好的尺寸參數(shù)。所設(shè)計的光學(xué)鏡頭視場角為16.3