[发明专利]一种原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器

权利要求书

1.一种原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器，包括超表面相控阵列(1)，红外单色焦平面探测器(2)，其特征在于：

所述的超表面相控阵列(1)的超表面相控阵列衬底(1-2)通过淀积工艺原位集成于红外单色焦平面探测器(2)衬底上；每个超表面相控阵列(1)周期与红外单色焦平面探测器(2)的超像素单元相对应；超像素单元中超表面相控阵列(1)的表面微纳结构(1-1)正下方为第二亚像元(2-2)；宽谱段红外光入射超表面相控阵列(1)后，透过表面微纳结构(1-1)的光分离，其中较短波长红外光照射至第一亚像元(2-1)、中等波长红外光照射至第二亚像元(2-2)、较长波长红外光照射至第三亚像元(2-3)；

当超像素单元中第一亚像元(2-1)和第三亚像元(2-3)正上方对应的超表面相控阵列(1)的区域无光遮挡层时，将较短波长红外光定义为蓝光，中等波长红外光定义为绿光，较长波长红外光定义为红光，宽谱段红外光定义为白光；第一亚像元(2-1)接收到的信号为蓝光与白光的混合信号，第二亚像元(2-2)接收到的信号为绿光，第三亚像元(2-3)接收到的信号为红光与白光的混合信号；超像素单元输出信号，利用宽光谱光信号消除方法去除宽谱段红外光信号，然后利用RGB三原色模式获得彩色图像；

当超像素单元中第一亚像元(2-1)和第三亚像元(2-3)正上方对应的超表面相控阵列(1)的区域有光遮挡层时，将较短波长红外光定义为蓝光，中等波长红外光定义为绿光，较长波长红外光定义为红光，第一亚像元(2-1)接收到的信号为蓝光信号，第二亚像元(2-2)接收到的信号为绿光，第三亚像元(2-3)接收到的信号为红光信号，超像素单元输出信号，利用RGB三原色模式获得彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器，其特征在于：

所述的超表面相控阵列(1)由超表面相控阵列衬底(1-2)和制备在超表面相控阵列衬底(1-2)上的表面微纳结构(1-1)构成；表面微纳结构(1-1)实现相位控制，将宽谱段红外光按波长分离；超像素单元中第一亚像元(2-1)和第三亚像元(2-3)正上方对应超表面相控阵列(1)的超表面相控阵列衬底(1-2)区域有光遮挡层，或者无光遮挡层。

3.根据权利要求1所述的一种原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器，其特征在于：

所述的红外单色焦平面探测器(2)为背照射式，每一行中每三个像元组成一个超像素单元，第一个像元为第一亚像元(2-1)，第二个像元为第二亚像元(2-2)，第三个像元为第三亚像元(2-3)。

4.一种基于权利要求1所述的一种原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器的宽光谱光信号消除方法，其特征在于方法如下：

宽光谱的红外光入射原位集成超表面相控阵列的红外彩色焦平面探测器，透过表面微纳结构(1-1)后，第一亚像元(2-1)接收到较短波长红外光与宽谱段红外光信号，将较短波长红外光定义为蓝光，信号大小记为B，宽谱段红外光信号定义为白光，信号大小记为W，第一亚像元(2-1)的信号大小N₁＝B+W；第二亚像元(2-2)接收到中等波长红外光信号，定义为绿光，信号大小记为G，第二亚像元(2-2)的信号大小N₂＝G；第三亚像元(2-3)接收到较长波长红外光与宽谱段红外光信号，将较长波长红外光定义为红光，信号大小记为R，第三亚像元(2-3)的信号大小N₃＝R+W；一个超像素单元的总信号大小记为N，N＝N₁+N₂+N₃＝3*W；红光信号大小绿光信号大小G＝G，蓝光信号大小