芯片級電調紅外波譜成像探測技術研究.pdf

1、譜成像探測是一種結合了圖像獲取技術以及光學濾波技術的高性能圖像信息獲取手段。基于譜圖像信息，既能得到目標的常規(guī)圖像，又能獲得目標的結構和材質特征。近些年來，譜成像探測技術在軍事和民用領域顯示出廣闊的應用前景和巨大的商業(yè)價值，受到廣泛關注和重視。本文開展了芯片級電調紅外譜成像探測方法和關鍵技術研究，設計和制作了基于液晶（Liquid crystal，LC）法布里-珀羅（Fabry-Perot，F(xiàn)P）多波束干涉的電調中長波紅外濾波芯片。該譜

2、芯片（LC-FP）可直接置于成像光路中或與光敏陣列集成，執(zhí)行基于圖像信息處理或先驗知識干預下的電調紅外成像波譜的成像探測操作。所發(fā)展的LC-FP芯片具有尺寸小、輕質、功耗低、結構穩(wěn)定性高、環(huán)境適應能力強、填充系數(shù)或光能利用率高、成本低、譜響應靈活等特點。本論文主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　分別構建了基于硒化鋅納米鋁膜電極、以及硅納米金膜電極的紅外中長波電調LC-FP芯片架構；利用向列液晶材料的連續(xù)彈性體理論以及有限差分算法，仿真了多

3、電壓信號條件下的向列液晶分子的偏轉特征，計算了層化液晶材料的等效折射率及其空間分布屬性；利用傳輸矩陣算法模擬了所構建的LC-FP架構在中長波紅外波段的譜透射特性；通過結構和參數(shù)優(yōu)化，確定了膜系配置以及液晶微腔結構尺寸等關鍵性參數(shù)。
　　綜合所匹配的紅外成像光敏陣列特征及有效封裝要求，規(guī)劃了芯片形貌結構指標，基于標準微電子工藝完成了譜單片以及可區(qū)塊化（4×4）譜尋址的LC-FP芯片架構的設計、制作、測評及封裝。
　　通過比較和