紅外探測器應(yīng)用廣泛,微測輻射熱計作為其核心部件,普遍存在紅外吸收率低的問題,使紅外探測器的探測率受到影響。本文以光學(xué)激勵結(jié)構(gòu)提升微測輻射熱計的紅外吸收率,進(jìn)而實現(xiàn)器件性能的優(yōu)化目的。本文以表面等離激元為原理,重點研究光柵結(jié)構(gòu)對紅外微測輻射熱計吸收效率的提升效果。以傳統(tǒng)微測輻射熱計為模型基礎(chǔ),結(jié)合紅外輻射特性、光學(xué)特性、氧化釩材料特性等理論基礎(chǔ)進(jìn)行建模仿真。采用有限元法,分析討論等離激元激發(fā)結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)模型的結(jié)構(gòu)調(diào)整,以及對熱學(xué)性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能的影響。首先,建立紅外測輻射熱計仿真模型,利用熱學(xué)仿真優(yōu)化其模型結(jié)構(gòu),使器件的機(jī)械性能和熱學(xué)性能達(dá)到平衡。其次,建立等離激元優(yōu)化模型,對其等離激發(fā)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化,逐步得到優(yōu)化熱吸收模型,證明光柵結(jié)構(gòu)對微測輻射熱計的性能提高具有明顯作用。根據(jù)在吸收單元結(jié)構(gòu)的位置不同,本文分層先后研究三處光柵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型,利用其光學(xué)仿真結(jié)果歸納三種光柵位置的作用及特點。最后,整合之前的模型數(shù)據(jù),提出建立復(fù)合光柵優(yōu)化模型,以一種多級光柵結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果,進(jìn)一步驗證了光柵陷光結(jié)構(gòu)的有效性和理論可行性。在本文研究的優(yōu)化模型中,復(fù)合光柵較單級光柵進(jìn)一步提升像元的... 

【文章來源】：渤海大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 紅外探測技術(shù)的研究背景與發(fā)展
    1.2 國內(nèi)外紅外產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述
    1.3 微測輻射熱計的研究進(jìn)展
    1.4 論文的研究意義
    1.5 論文的內(nèi)容安排
2 基于等離激元的紅外傳輸理論
    2.1 紅外輻射與傳輸
        2.1.1 紅外輻射特性與規(guī)律
        2.1.2 紅外輻射在大氣中的傳輸
    2.2 紅外探測器
        2.2.1 紅外測輻射熱計
        2.2.2 紅外焦平面陣列
    2.3 表面等離激元
    2.4 本章小結(jié)
3 微測輻射熱計的熱吸收設(shè)計和優(yōu)化
    3.1 微測輻射熱計的建模
    3.2 基礎(chǔ)模型的仿真與優(yōu)化
        3.2.1 熱仿真
        3.2.2 電致加熱的影響
    3.3 熱學(xué)仿真的分析和優(yōu)化
        3.3.1 懸臂梁寬度的影響
        3.3.2 模型鈍化層厚度對性能的影響
        3.3.3 改進(jìn)模型及其仿真效果
    3.4 本章小結(jié)
4 基于等離激元的模型光學(xué)設(shè)計與優(yōu)化
    4.1 光柵設(shè)計理論模型
    4.2 微測輻射熱計優(yōu)化模型I
        4.2.1 模型I的結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化
        4.2.2 光柵參數(shù)的調(diào)整
        4.2.3 優(yōu)化模型仿真
        4.2.4 優(yōu)化模型I結(jié)論
    4.3 微測輻射熱計優(yōu)化模型II
        4.3.1 模型II的結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整
        4.3.2 光柵參數(shù)的調(diào)整
        4.3.3 優(yōu)化模型仿真
        4.3.4 優(yōu)化模型II結(jié)論
    4.4 微測輻射熱計優(yōu)化模型III
        4.4.1 模型III的結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整
        4.4.2 光柵參數(shù)的調(diào)整
        4.4.3 優(yōu)化模型仿真
        4.4.4 優(yōu)化模型III結(jié)論
    4.5 一種多級光柵優(yōu)化模型仿真
        4.5.1 優(yōu)化模型仿真
        4.5.2 多級優(yōu)化模型結(jié)論
    4.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]利用光柵陷光結(jié)構(gòu)提高紅外探測器效率的研究[J]. 吳元慶,張金晶,劉春梅,陸曉東,周濤.  硅酸鹽通報. 2017(02)
[4]利用表面等離子激元提高紅外探測器效率的研究[J]. 劉春梅,吳元慶,張金晶,張宇峰,陸曉東,周濤.  人工晶體學(xué)報. 2017(01)
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碩士論文
[1]新時期光電子器件及其技術(shù)發(fā)展史研究[D]. 孫莉丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]25μm微測輻射熱計結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真研究[D]. 周泓希.電子科技大學(xué) 2013
[3]紅外微測輻射熱計結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與制備[D]. 何熙.廈門大學(xué) 2008



本文編號：2975467