太赫茲微測(cè)輻射熱計(jì)單元仿真與性能測(cè)試.pdf

1、太赫茲波處于電子學(xué)向光子學(xué)過(guò)渡的過(guò)渡區(qū),其獨(dú)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(cè)成像是太赫茲技術(shù)應(yīng)用的重要方向,太赫茲微測(cè)輻射熱計(jì)探測(cè)是太赫茲探測(cè)成像的一項(xiàng)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(cè)輻射熱計(jì)由紅外領(lǐng)域推向太赫茲領(lǐng)域,對(duì)微測(cè)輻射熱計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),使其適宜探測(cè)太赫茲波。設(shè)計(jì)的太赫茲微測(cè)輻射熱計(jì)探測(cè)元尺寸為75μm×75μm,采用L型橋腿。探測(cè)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(hào)。
　　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(dá)到50％。實(shí)際制備太赫茲吸收層時(shí)對(duì)工藝進(jìn)行了改進(jìn),用氟離子轟擊金屬薄膜表面使其粗糙黑化,提高對(duì)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(dá)到理論吸收最大值的要求所帶來(lái)的金屬薄膜對(duì)太赫茲波反射大的問(wèn)題。實(shí)際制備的金屬薄膜太赫茲吸收層對(duì)太赫茲波的吸收率可以達(dá)到20％以上。
　　對(duì)所設(shè)計(jì)的太赫茲微測(cè)輻

3、射熱計(jì)進(jìn)行了仿真分析。增寬橋腿可以增加探測(cè)器的力學(xué)穩(wěn)定性,降低熱響應(yīng)時(shí)間,但會(huì)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(hù)層的厚度對(duì)探測(cè)器力學(xué)穩(wěn)定性的改善更強(qiáng)于增寬橋腿,但溫度變化值會(huì)降低,同時(shí)其熱響應(yīng)時(shí)間也會(huì)增大,450nm是一個(gè)較為適宜的橋面保護(hù)層厚度。
　　設(shè)計(jì)了一種適用于太赫茲微測(cè)輻射熱計(jì)的折射型光學(xué)鏡頭,并利用 Tracepro軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真,優(yōu)化后得到了較好的尺寸參數(shù)。所設(shè)計(jì)的光學(xué)鏡頭視場(chǎng)角為16.3