隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,紅外探測技術(shù)逐漸從單波段發(fā)展至多波段相融合。短中波紅外探測系統(tǒng)將短波紅外及中波紅外探測技術(shù)相結(jié)合,使其在微光夜視、識別偽裝、穿透雨霧等方面具有獨特的優(yōu)勢,成為了紅外探測技術(shù)的研究熱點。短中波紅外探測系統(tǒng)中的光學(xué)元件折射率較高,光能量入射到元件表面時會有很大的能量損失,致使進(jìn)入系統(tǒng)的能量減弱,降低了探測系統(tǒng)的精度及響應(yīng)速度。因此,需要在光學(xué)元件表面沉積光學(xué)薄膜,提高光學(xué)元件的透過率,降低能量損失,提高探測系統(tǒng)性能。短中波紅外探測系統(tǒng)在室外工作時會面對雨淋、砂塵等復(fù)雜天氣條件,特別是在偵查、追蹤、空空導(dǎo)彈攔截等軍事用途時,將面臨高低溫、濕熱、霉菌等極端環(huán)境條件的挑戰(zhàn)。故而,短中波紅外探測系統(tǒng)的光學(xué)薄膜在具有高透過率的光學(xué)性能的同時,還需要具備耐高低溫、耐霉菌、耐鹽霧等良好的耐環(huán)境適應(yīng)性。研究高透過率、耐環(huán)境適應(yīng)性好的短中波紅外探測系統(tǒng)光學(xué)薄膜對推動短中波紅外探測系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。本論文在Si基片表面,研制了1.5～5μm波段T≥96%的短中波紅外探測系統(tǒng)光學(xué)薄膜,其以Si_xGe_1-x、SiO、MgF₂

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

可見光與短波紅外探測技術(shù)對比圖[6]

3（a）GaSbII類超晶格響應(yīng)光譜（b）InAs/GaSbII類超晶格響應(yīng)光譜圖1.3短中波紅外探測器響應(yīng)光譜[11,12]從圖中可以看出，在1.5~5μm波段，II類超晶格短中波紅外焦平面探測器光譜響應(yīng)能力是連續(xù)的，而目前國內(nèi)對光學(xué)窗口片的研究僅圍繞著峰值響應(yīng)波段（1.4~2.5μm，3.2~4.8μm），不具備在1.5~5μm波段范圍內(nèi)連續(xù)工作的能力。因此，研究1.5~5μm波段范圍連續(xù)響應(yīng)的光學(xué)窗口片對于短中波紅外探測系統(tǒng)至關(guān)重要。目前短中波紅外探測系統(tǒng)多為制冷式紅外探測系統(tǒng)，其探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。圖1.4制冷式紅外探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖[13]從圖中可以看出，被測物體的輻射信息需要經(jīng)過前端光學(xué)系統(tǒng)入射到光學(xué)窗口片，窗口片的透過率直接決定了進(jìn)入焦平面探測系統(tǒng)的能量大小，從而影響了探測系統(tǒng)的響應(yīng)速度及探測精度；同時，因窗口片需將紅外焦平面密封在一定真空度下，避免化學(xué)腐蝕、機(jī)械沖擊等對于紅外焦平面的影響，窗口片還應(yīng)具有良好的耐環(huán)境適應(yīng)性。短中波紅外波段常用的窗口材料有藍(lán)寶石，硅等。藍(lán)寶石基片的硬度高，抗磨損，但其很難截止可見光，容易造成探測器在白天工作飽和。因此，需采用Si基片作為窗口片，其制備的主要技術(shù)包括基片的加工、光學(xué)薄膜技術(shù)、薄膜邊緣金屬化封裝技術(shù)。其中，Si基片的加工、金屬化封裝技術(shù)均與單波段制冷式紅外探測器無明顯區(qū)別，已有較為成熟的工藝；而響應(yīng)波段的變化，使系統(tǒng)中的光學(xué)薄膜技術(shù)面臨了全新的挑戰(zhàn)。因此，研制Si基片上1.5~5μm寬波段范圍高透過率的光學(xué)薄膜，并且使其

3（a）GaSbII類超晶格響應(yīng)光譜（b）InAs/GaSbII類超晶格響應(yīng)光譜圖1.3短中波紅外探測器響應(yīng)光譜[11,12]從圖中可以看出，在1.5~5μm波段，II類超晶格短中波紅外焦平面探測器光譜響應(yīng)能力是連續(xù)的，而目前國內(nèi)對光學(xué)窗口片的研究僅圍繞著峰值響應(yīng)波段（1.4~2.5μm，3.2~4.8μm），不具備在1.5~5μm波段范圍內(nèi)連續(xù)工作的能力。因此，研究1.5~5μm波段范圍連續(xù)響應(yīng)的光學(xué)窗口片對于短中波紅外探測系統(tǒng)至關(guān)重要。目前短中波紅外探測系統(tǒng)多為制冷式紅外探測系統(tǒng)，其探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。圖1.4制冷式紅外探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖[13]從圖中可以看出，被測物體的輻射信息需要經(jīng)過前端光學(xué)系統(tǒng)入射到光學(xué)窗口片，窗口片的透過率直接決定了進(jìn)入焦平面探測系統(tǒng)的能量大小，從而影響了探測系統(tǒng)的響應(yīng)速度及探測精度；同時，因窗口片需將紅外焦平面密封在一定真空度下，避免化學(xué)腐蝕、機(jī)械沖擊等對于紅外焦平面的影響，窗口片還應(yīng)具有良好的耐環(huán)境適應(yīng)性。短中波紅外波段常用的窗口材料有藍(lán)寶石，硅等。藍(lán)寶石基片的硬度高，抗磨損，但其很難截止可見光，容易造成探測器在白天工作飽和。因此，需采用Si基片作為窗口片，其制備的主要技術(shù)包括基片的加工、光學(xué)薄膜技術(shù)、薄膜邊緣金屬化封裝技術(shù)。其中，Si基片的加工、金屬化封裝技術(shù)均與單波段制冷式紅外探測器無明顯區(qū)別，已有較為成熟的工藝；而響應(yīng)波段的變化，使系統(tǒng)中的光學(xué)薄膜技術(shù)面臨了全新的挑戰(zhàn)。因此，研制Si基片上1.5~5μm寬波段范圍高透過率的光學(xué)薄膜，并且使其

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3274390