[发明专利]一种基于超表面透镜的小像元红外焦平面探测器

权利要求书

1.一种基于超表面透镜的小像元红外焦平面探测器，所述红外焦平面探测器包括N+金属电极(2)，N+型衬底(3)，器件外延层(4)，P+型掺杂区(5)，P+金属电极(6)，SiNx钝化层(7)，其特征在于，在红外焦平面探测器衬底上制备超表面透镜(1)。

2.根据权利要求1所述的所述一种基于超表面透镜的小像元红外焦平面探测器，其特征在于：

所述超表面透镜(1)是由高度相同，直径大小按相位梯度规律排布的圆柱阵列构成，单元圆柱的直径小于光在聚焦处介质中的有效波长λ_eff，单元圆柱的直径大小与相位的关系可以通过光学数值计算仿真得到。所述超表面透镜的材料是采用非金属的介质材料如InP、Si等，其结构能调制入射光的波前，让探测波段任意已知入射角度的入射光汇聚在焦平面探测器像元的吸收层上，实现亚波长量级的聚焦光斑。所述超表面透镜(1)每个位置上的相位与波长的关系满足如下公式：

式中，λ_eff表示入射光的有效光波长，λ表示入射光的波长，n表示聚焦处介质的折射率，r表示相对透镜焦点处水平方向的几何中心的距离，表示透镜在该处的设计相位，表示入射光波的波面到达透镜的初始相位，f表示所述超表面透镜的焦距。

3.根据权利要求1所述的所述一种基于超表面透镜的小像元红外焦平面探测器，其特征在于：

所述红外焦平面探测器是平面型器件，并且是红外波段的焦平面的背入射式光电探测器，探测器的像元大小为探测波长的量级。