固体浸没式红外超表面透镜设计

学术精汇

作者：

邓三泳2 岳嵩1 张东亮2 刘昭君2 李慧宇2 柳渊2 张紫辰1 祝连庆2

作者单位：

1. 中国科学院微电子研究所2. 北京信息科技大学

摘要：

红外焦平面阵列在各类红外成像系统中发挥着巨大的作用。为提升红外焦平面的工作温度、量子效率和灵敏度，通常使用微透镜阵列作为红外焦平面的聚光器。当前微透镜阵列的制作材料通常与红外探测器材料不同，因此在集成装配时需要额外的工艺手段，工艺难度较大且效率较低。利用微纳光学超表面技术体系，可以在红外探测器衬底材料上直接制作平面式的固体浸没型微透镜阵列，实现前置微透镜与红外焦平面的单片集成。文中以红外探测领域最有潜力的锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器为应用目标，设计了一种基于GaSb衬底的固体浸没式红外超表面透镜。设计的超表面透镜在中波红外波段工作，能适用于所有入射偏振。器件设计焦距为100μm，理论上在目标波长下的最高聚焦效率达到70.7%，数值孔径（NA）达到1.15。该设计可以推动微透镜阵列向扁平、超薄、轻量的方向发展，简化微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成工艺，有望提升红外焦平面的探测效率，并降低制造成本。

关键词：

超表面透镜固体浸没中波红外传输相位偏振不敏感

刊期：

2022，3（51）

所属栏目：

光学设计

分类号：

TN214

DOI：

10.3788/IRLA20210360

页数：

页码：

297-306

来源期刊

红外与激光工程

Infrared and Laser Engineering