微机械光子探测技术是制备非制冷光子型红外传感器的新技术,它具有灵敏度高、响应时间短、采用光学读出、无须制冷等优点,是红外传感技术的一个新突破。课题组首先对微机械光子探测器的基础理论进行了研究,提出了优化设计方法,并对Pt/Si微机械光子探测器敏感元进行了优化设计;同时,对光学读出系统进行了设计和优化,搭建了光学读出系统,设计了位敏传感器的驱动和信号处理电路,并使其实现了高灵敏度的微位移探测;然后,利用原子力探针的硅微悬臂梁,通过采用低温淀积技术,在亚微米厚度的硅悬臂梁上沉积一层低应力的纳米金属薄膜,再通过恰当的热处理技术,使Pt与Si形成肖特基势垒,成功制备了Pt/Si微机械光子探针;最后,将Pt/Si微机械光子探针和光学读出系统组成了高灵敏度的微机械光子探针和光学读出系统组成了高灵敏度的微机械光子探测系统,并进行了红外探测实验,在国内首次实现了基于量子效应(非热效应)的非制冷红外信号探测,获得清晰的红外信号。该微机械光子探测器的探测度D*估计达109cmHz1/2W-1,远高于其它非制冷红外探测器的灵敏度,而响应时间仅230微秒。
英文主题词Photon detector; Micromechanical; MEMS; Infrared detector