[发明专利]一种非制冷型毫米波/红外叠层探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非制冷型毫米波/红外叠层探测器，属于多模、多光谱复合探测中的探测器技术。

背景技术

采用双模或多模探测技术能够更加有效的对目标的特性进行探测，是未来探测技术发展的主流方向之一。由于双模或多模复合探测能够探测同一目标的两种电磁谱段以上的目标特性，因此能够提供更多的信息量，有利于发挥各自优势，解决单一模式所难以解决的问题。

将天线作为光学探测器的窗口可实现双模共孔径探测，但该天线必须透光。透明电子学是近年来十分热门的研究领域，纳米级厚度的石墨烯既具有良好的导电性能，又在红外波段有很高的透过率。因此，可以采用石墨烯薄膜替代以往的微带贴片天线中的金属贴片(薄膜)和地板，制备透红外的毫米波天线，其与红外焦平面探测器的结合可以实现毫米波/红外复合的双模探测器。

在某些应用系统中要求结构紧凑、体积小且同轴共视场。为了满足这种需求，本发明制备出一种结构紧凑、体积小又能实现双模探测的探测器，即非制冷型毫米波/红外叠层探测器。

发明内容

本发明的目的是提供一种非制冷型毫米波/红外叠层探测器，用以解决某些应用系统中对探测器既要结构紧凑、体积小，又能实现双模探测的需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种非制冷型毫米波/红外叠层探测器，包括微带天线、非制冷型探测器元件和读出电路，其特征在于，微带天线的背面通过粘合剂粘贴在非制冷型探测器元件背面，非制冷型探测器元件的正面通过连接柱与读出电路连接；所述微带天线的绝缘介质基片的一面为石墨烯导电薄膜，石墨烯导电薄膜上刻蚀出的缝隙成阵列分布，在绝缘介质基片另一面，与石墨烯导电薄膜上每个缝隙对应位置都印制有金属馈线，所述的石墨烯导电薄膜透红外辐射，所述微带天线接收毫米波。

所述石墨烯导电薄膜为2-8层石墨烯薄膜。

所述的非制冷型探测器元件为InAsGa焦平面探测器，工作在室温环境下。

所述的InAsGa焦平面探测器含有阵列分布的光敏元，金属馈线分布在光敏元之间的缝隙所对应的绝缘介质基片上。

所述的光敏元之间的间隙为10-20微米。

所述连接柱为铟柱。

所述绝缘介质基片材料选取二氧化硅、蓝宝石、氟化镁或者尖晶石。

本发明的技术方案提供的双模探测器中微带天线和探测器元件通过粘合剂粘贴在一起，探测器元件通过铟柱与读出电路连接在一起，这使双模探测器结构紧凑、体积小。

另外，微带天线的绝缘介质基片正面为石墨烯导电薄膜，石墨烯导电薄膜上刻蚀出的缝隙成阵列分布，在绝缘介质基片另一面，与石墨烯导电薄膜上每个缝隙对应位置都印制有金属馈线；导电薄膜是由石墨烯制成的，石墨烯薄膜不仅具有良好的导电性，还可以透射红外线，当包含有毫米波和红外辐射的射线射入该双模探测器时，首先经过微带缝隙天线，对毫米波进行接收，由于该微带天线整体对红外波段有良好的透过率，InAsGa焦平面探测器能够接收到大部分入射的红外射线，从而实现了双模叠层探测，并且结构紧凑、体积小，为毫米波/红外双模复合探测的广泛应用奠定基础。

附图说明

图1是本发明实施例中双模探测器的俯视图；

图2是本发明实施例中双模探测器的侧视图；

图3是本发明实施例中双模探测器的剖面图；

图中1为绝缘介质基片，2为石墨烯薄膜，3为金属馈线，4为InAsGa焦平面探测器，5为铟柱，6为Si-CMOS读出电路，7为透红外的粘合剂。

具体实施方式

本发明提供了一种非制冷型毫米波/红外叠层探测器，包括微带天线、非制冷型探测器元件和读出电路，微带天线通过粘合剂粘贴在非制冷型探测器元件背面，非制冷型探测器元件的正面通过连接柱与读出电路连接；所述微带天线的绝缘介质基片的一面为石墨烯导电薄膜，石墨烯导电薄膜上刻蚀出的缝隙成阵列分布，在绝缘介质基片另一面，与石墨烯导电薄膜上每个缝隙对应位置都印制有金属馈线。

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。