【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多光谱红外探测，特别是涉及一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器。
技术介绍
1、多光谱光子晶体红外探测技术代表了一项重要的科技创新，旨在提高红外光谱分析的性能和应用领域。这项技术的核心概念在于光子晶体结构的设计，通过精确调控周期性的晶格常数和孔隙尺寸，以实现对不同波长的红外辐射信号的高度选择性捕获。此创新的市场背景包括军事、环境监测、医疗诊断和工业应用等多个领域，其中多光谱红外探测需求不断增加。在当今世界中，红外光谱分析在各个领域都具有广泛的应用。军事领域需要高分辨率的红外探测技术用于目标识别、无人机导航等，以提高军事操作的成功率。环境监测方面，多光谱红外探测可用于监测大气污染、气候变化和温室气体排放，有助于维护生态平衡。在医疗领域，多光谱红外探测可用于医学图像分析和疾病诊断，提高了医疗领域的精确性。工业应用中，高分辨率的多光谱红外探测技术可以提高工业自动化、质量控制和异常检测的效率。
2、传统的多光谱成像系统通常由分立的光学元件和机械部件组成，结构复杂、体积庞大、成本高昂，阻碍了其在更广泛领域的普及。其中，分光元件是限制光谱成像系统小型化发展的主要因素。分光元件承载了系统采集目标区域光谱特征信息的主要功能，决定了成像系统的探测方式、光谱范围及分辨率等光学性能。降低分光元件的尺寸，实现片上集成芯片级，需要权衡各类光学性能指标参数以满足特定应用需求。作为光谱成像系统的核心部件，分光元件决定了系统的整体架构、体积和质量等技术指标。传统的光谱成像系统通常由分立的光学元件和机械部件组成，结构复杂、体
3、2019年，美国威斯康星大学麦迪逊分校yu等提出了一种基于光子晶体板的随机光谱仪。将不同周期、晶格常数和孔尺寸的光子晶体板集成在cmos成像传感器表面，实现了光谱的探测和成像光谱系统的构建。该滤波结构的工作光谱范围为550～750nm，光谱分辨率为1nm。整个滤波器尺寸为210μm×210μm，体积较小，实现了片上集成芯片化的设计。构建的简易光谱成像系统成功获取目标的光谱信息，验证了光子晶体板滤波器的光谱成像能力。然而这种基于硅基的光子晶体板探测器在材料体系上不易实现原位生长，并且工作波段仅仅在550～750nm，不能进行红外波段的探测。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中多光谱短波红外探测器不易原位生长，不能进行红外波段探测的技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，所述多光谱短波红外探测器包括二类超晶格pbin探测单元，以及在所述二类超晶格pbin探测单元的gasb盖层上集成的gasb光子晶体板；
2、所述gasb光子晶体板包括多个晶体板单元，并且多个所述晶体板单元的周期不同、晶格常数不同；每一个所述晶体板单元开设多个探测孔，多个所述晶体板单元的探测孔的孔尺寸不同。
3、优选地，所述二类超晶格pbin探测单元包括衬底，以及在所述衬底上生长的缓冲层；
4、所述缓冲层上依次生长p区、b区、i取和n区。
5、优选地，所述p区包括，126个周期的第一6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构；所述第一6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构进行be掺杂；
6、所述b区包括，47个周期的5alassb/2gasb结构，所述5alassb/2gasb结构进行be掺杂；
7、所述i区包括，45个周期的/gaas/4inas/1gasb/5alsb/1gasb结构，以及278个周期的第二6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构；
8、所述n区包括，50个周期的第三6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构；所述第三6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构进行si掺杂。
9、优选地，所述/gaas/4inas/1gasb/5alsb/1gasb结构为非掺杂结构；所述第二6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构为非掺杂结构。
10、优选地，所述第三6inas/1gasb/5alsb/1gasb结构上生长gasb盖层。
11、本专利技术提供的一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，具有：波长选择性：采用gasb光子晶体板作为波长选择性元件，实现了对不同波长的高度选择性过滤，从而使探测器能够针对特定波长范围的光进行高效探测；光谱多样性：通过集成不同周期、晶格常数和孔尺寸的gasb光子晶体板，实现了多光谱探测，使得探测器能够同时或交替探测多个不同波长范围的光谱信息；高分辨率：在gasb光子晶体板的协助下，显著提高了光谱分辨率，使其适用于需要高精度光谱分析的应用，如光谱成像；工作波段广泛：本专利技术可以实现工作波段在1～3微米范围，从短波红外探测到近红外探测，适用于各种光谱应用。
12、本专利技术提供的一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，通过微纳加工技术直接在二类超晶格pbin探测单元前端进行gasb光子晶体板的加工，进一步缩小成像系统的体积和重量，以实现光谱的探测和成像光谱系统的构建。
13、本专利技术提供的一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，通过直接在二类超晶格pbin探测单元前端生长gasb层，再进行电子束曝光刻写gasb光子晶体板。这一创新方法有效地简化了系统结构，减小了体积和成本，促进了光谱成像系统在多领域的推广应用。
14、本专利技术提供的一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，通过调整gasb光子晶体板的多个晶体板单元的周期、晶格常数和探测孔的孔尺寸，使多光谱短波红外探测器工作在1～3微米波段，解决工作波段不在红外波段的问题。这种灵活性使得多光谱短波红外探测器能够适用于更广泛的应用领域，包括医疗、环境监测和工业质量控制。通过调整工作波段，光子晶体板可以满足不同应用的需求，提高系统的通用性和适用性。
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1.一种基于GaSb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述多光谱短波红外探测器包括二类超晶格PBIN探测单元，以及在所述二类超晶格PBIN探测单元的GaSb盖层上集成的GaSb光子晶体板；
2.根据权利要求1所述的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述二类超晶格PBIN探测单元包括衬底，以及在所述衬底上生长的缓冲层；
3.根据权利要求2所述的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述P区包括，126个周期的第一6InAs/1GaSb/5AlSb/1GaSb结构；所述第一6InAs/1GaSb/5AlSb/1GaSb结构进行Be掺杂；
4.根据权利要求4所述的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述/GaAs/4InAs/1GaSb/5AlSb/1GaSb结构为非掺杂结构；所述第二6InAs/1GaSb/5AlSb/1GaSb结构为非掺杂结构。
5.根据权利要求4所述的短波红外探测器，其特征在于，所述第三6InAs/1GaSb/5AlSb/1GaSb结构上生长GaSb盖层。
【技术特征摘要】
1.一种基于gasb光子晶体板的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述多光谱短波红外探测器包括二类超晶格pbin探测单元，以及在所述二类超晶格pbin探测单元的gasb盖层上集成的gasb光子晶体板；
2.根据权利要求1所述的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述二类超晶格pbin探测单元包括衬底，以及在所述衬底上生长的缓冲层；
3.根据权利要求2所述的多光谱短波红外探测器，其特征在于，所述p区包括，126个周期的第一6inas/1gasb/...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝连庆，石磊东，鹿利单，董明利，张旭，何彦霖，陈伟强，
申请(专利权)人：广州市南沙区北科光子感知技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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