一種甚長波熱釋電紅外單元探測器的制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種甚長波熱釋電紅外單元探測器，包括吸收層和內部放大電路。該吸收層包括：鉭酸鋰晶片，該鉭酸鋰晶片包括底面和頂面；金屬反射層，設置在鉭酸鋰晶片的底面上；第一金屬吸收層，設置在鉭酸鋰晶片的頂面上；鐵氧體層，設置在所述第一金屬吸收層的頂面上；介質層，設置在鐵氧體層的頂面上；第二金屬吸收層，設置在介質層的頂面上。本發明的實施例中的甚長波熱釋電紅外單元探測器中，金屬吸收層與金屬反射層以及鉭酸鋰晶片形成諧振腔對特定波段的紅外光進行多次諧振吸收，同時介質層也可形成小的反射腔進行多次吸收，最大限度的提高了對入射光的吸收率。
【專利說明】一種甚長波熱釋電紅外單元探測器
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及熱釋電紅外探測器【技術領域】，尤其是涉及一種甚長波熱釋電紅外單元探測器。
【背景技術】
[0002]熱釋電材料是一種具有自發極化的電介質，它的自發極化強度隨溫度變化，可用熱釋電系數P來描述，P=dP/dT，其中P為極化強度，τ為溫度。在恒定溫度下，材料的自發極化被體內的電荷和表面吸附電荷所中和。如果把熱釋電材料做成表面垂直于極化方向的平行薄片，當紅外輻射入射到薄片表面時，薄片因吸收輻射而發生溫度變化，引起極化強度的變化。而中和電荷由于材料的電阻率高跟不上這一變化，其結果是薄片的兩表面之間出現瞬態電壓。若有外電阻跨接在兩表面之間，電荷就通過外電路釋放出來。電流的大小除與熱釋電系數成正比外，還與薄片的溫度變化率成正比，可用來測量入射輻射的強弱。
[0003]甚長波紅外頻段熱釋電紅外單元探測器吸收層的吸收率是其重要性能參數之一，因此，如何提聞熱釋電紅外單兀探測器的吸收率得到提聞、從而提聞熱釋電紅外單兀探測器的響應率和探測率，是本領域中的重要問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的之一是提供一種吸收率高的熱釋電紅外單元探測器。
[0005]本發明公開的技術方案包括:
提供了一種甚長波熱釋電紅外單元探測器，包括吸收層和內部放大電路，其特征在于，所述吸收層包括:鉭酸鋰晶片，所述鉭酸鋰晶片包括底面和頂面；金屬反射層，所述金屬反射層設置在所述鉭酸鋰晶片的底面上；第一金屬吸收層，所述第一金屬吸收層設置在所述鉭酸鋰晶片的頂面上；鐵氧體層，所述鐵氧體層設置在所述第一金屬吸收層的頂面上；介質層，所述介質層設置在所述鐵氧體層的頂面上；第二金屬吸收層，所述第二金屬吸收層設置在所述介質層的頂面上。
[0006]本發明一個實施例中，所述金屬反射層為鎳鉻合金層。
[0007]本發明一個實施例中，所述鉭酸鋰晶片的厚度為20至30微米。
[0008]本發明一個實施例中，所述第一金屬吸收層為鎳鉻合金層。
[0009]本發明一個實施例中，所述介質層為樹脂層。
[0010]本發明一個實施例中，所述介質層為高分子聚合物層。
[0011]本發明一個實施例中，所述第二金屬吸收層為鎳鉻合金層。
[0012]本發明的實施例中的甚長波熱釋電紅外單元探測器中，金屬吸收層與金屬反射層以及鉭酸鋰晶片形成諧振腔對特定波段的紅外光進行多次諧振吸收，同時介質層也可形成小的反射腔進行多次吸收，最大限度的提高了對入射光的吸收率。
【專利附圖】
【附圖說明】[0013]圖1是本發明一個實施例的甚長波熱釋電紅外單元探測器的吸收層的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合附圖詳細說明本發明的實施例的甚長波熱釋電紅外單元探測器的結構。
[0015]本發明一個實施例中，一種甚長波熱釋電紅外單元探測器可以包括吸收層和內部放大電路，并且還可以包括支架、管殼和窗口等元件。吸收層可以包括鉭酸鋰(LiTa03)熱釋電材料(P的數量級為10_8C/K.cm2)的小薄片(即鉭酸鋰晶片)作為響應元。
[0016]本發明的實施例中，鉭酸鋰晶片上還設有用于吸收紅外輻射的吸收層。
[0017]圖1示出了本發明一個實施例的甚長波熱釋電紅外單元探測器的吸收層的結構示意圖，其中為了圖的簡潔，只示出了包括鉭酸鋰晶片的吸收層的結構，而省略了內部放大電路、支架、管殼、窗口等其它元件。
[0018]如圖1所示，本發明一個實施例中，甚長波熱釋電紅外單元探測器的吸收層包括:鉭酸鋰晶片50、金屬反射層60、第一金屬吸收層40、鐵氧體層30、介質層20和第二金屬吸收層10。
[0019]鉭酸鋰晶片50包括底面和頂面。金屬反射層60設置在鉭酸鋰晶片50的底面上，第一金屬吸收層40設置在鉭酸鋰晶片50的頂面上。
[0020]本發明的實施例中，鉭酸鋰晶片的厚度可以盡可能薄。例如，一個實施例中，鉭酸鋰晶片的厚度可以為20至30微米。
[0021]本發明的實施例中，第一金屬吸收層40可以為鎳鉻合金層。第一金屬吸收層40的厚度可以為5微米。
[0022]本發明的實施例中，金屬反射層60可以為鎳鉻合金層。金屬反射層的厚度可以為2微米。
[0023]鐵氧體層30設置在第一金屬吸收層40的頂面上。鐵氧體層30可以是由鐵的氧化物及其他配料燒結而成。吸收層中設置該鐵氧體層30可以增強感應信號。
[0024]介質層20設置在鐵氧體層30的頂面上。本發明的實施例中，該介質層20可以為樹脂層或者適合的高分子聚合物層。
[0025]本發明的實施例中，介質層20和鐵氧體層30的厚度可以為2微米。
[0026]第二金屬吸收層10設置在介質層20的頂面上。本發明的實施例中，第二金屬吸收層10可以為鎳鉻合金層。第二金屬吸收層的厚度可以為5微米。
[0027]本發明的實施例中，鉭酸鋰晶片50、金屬反射層60、第一金屬吸收層40、鐵氧體層30、介質層20和第二金屬吸收層10形成了復合層結構。該復合層結構中，鉭酸鋰晶片50上的兩個金屬吸收層40、10與金屬反射層60以及鉭酸鋰晶片50之間形成了諧振腔，可以對特定波段的紅外光進行多次諧振吸收，同時介質層20也可形成小的反射腔進行多次吸收，因此，能最大限度提高探測器對于入射光的吸收，提高了吸收率。
[0028]本發明的實施例中，通過控制復合層結構中的鉭酸鋰晶片50、金屬反射層60、第一金屬吸收層40、鐵氧體層30、介質層20和第二金屬吸收層10的厚度，可以明顯增加吸收層的吸收率。[0029]本發明的甚長波熱釋電紅外單元探測器，經檢測該結構吸收層膜系對甚長波紅外波段的吸收率≥90%。
[0030]以上通過具體的實施例對本發明進行了說明，但本發明并不限于這些具體的實施例。本領域技術人員應該明白，還可以對本發明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換只要未背離本發明的精神，都應在本發明的保護范圍之內。此外，以上多處所述的“一個實施例”表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結合在一個實施例中。
【權利要求】
1.一種甚長波熱釋電紅外單元探測器，包括吸收層和內部放大電路，其特征在于，所述吸收層包括:鉭酸鋰晶片，所述鉭酸鋰晶片包括底面和頂面；金屬反射層，所述金屬反射層設置在所述鉭酸鋰晶片的底面上；第一金屬吸收層，所述第一金屬吸收層設置在所述鉭酸鋰晶片的頂面上；鐵氧體層，所述鐵氧體層設置在所述第一金屬吸收層的頂面上；介質層，所述介質層設置在所述鐵氧體層的頂面上；第二金屬吸收層，所述第二金屬吸收層設置在所述介質層的頂面上。
2.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述金屬反射層為鎳鉻合金層。
3.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述鉭酸鋰晶片的厚度為20至30微米。
4.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述第一金屬吸收層為鎳鉻合金層。
5.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述介質層為樹脂層。
6.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述介質層為高分子聚合物層。
7.如權利要求1所述的甚長波熱釋電紅外單元探測器，其特征在于:所述第二金屬吸收層為鎳鉻合金層。
【文檔編號】H01L37/02GK103682076SQ201310694319
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】劉子驥, 梁志清, 蔣亞東, 王濤 申請人:電子科技大學