Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 19.02.2010 входит в новый «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук»
Аннотации (01.2017) : ПОГЛОЩЕНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МНОГОСЛОЙНОЙ БОЛОМЕТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ С ТОНКИМ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОГЛОТИТЕЛЕМ

ПОГЛОЩЕНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МНОГОСЛОЙНОЙ БОЛОМЕТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ С ТОНКИМ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОГЛОТИТЕЛЕМ

© 2017 г.     М. А. Демьяненко, канд. физ.-мат. наук

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск

Е-mail: demyanenko@isp.nsc.ru

Приведены соотношения, позволяющие на основе матричного метода проводить расчет коэффициентов отражения, пропускания и поглощения в болометрической структуре, состоящей из произвольного количества слоев, включающих металлические поглотитель и отражатель. Получены аналитические соотношения, применимые к реальным болометрам, например, изготовленным на основе аморфного кремния, в которых кроме тонких металлических поглотителя и отражателя имеются два диэлектрических слоя (высокоомный термочувствительный и теплоизолирующий). Соотношения позволяют учесть мнимую составляющую проводимости металлических слоев и наклонное падение излучения. Проведенный анализ, в частности, показал, что учет времени релаксации электронов в поглотителе, равного или более 10–14 с, приводит к значительному изменению как параметров болометрической структуры, так и частоты излучения, при которых реализуется практически полное поглощение излучения.

Ключевые слова: болометр, многослойная структура, поглощение, инфракрасное и терагерцовое излучение, тонкий металлический поглотитель.

Коды OCIS: 040.3060, 160.3900, 230.0040, 240.0310

УДК 535.231.62: 535.14: 535.15: 537.874.72

Поступила в редакцию 28.10.2016

ЛИТЕРАТУРА 

1.         Mottin E., Bain A., Martin J.L., Ouvrier-Buffet J.L., Bisotto S., Yon J.J., Tissot J.L. Uncooled amorphous silicon technology enhancement for 25 µm pixel pitch achievement // Proc. SPIE. 2003. V. 4820. P. 200–207.

2.         Oda N., Yoneyama H., Sasaki T., Sano M., Kurashina S., Hosako I., Sekine N., Sudoh T., Irie T. Detection of terahertz radiation from quantum cascade laser using vanadium oxide microbolometer focal plane arrays // Proc. SPIE. 2008. V. 6940. P. 69402Y.

3.         Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Овсюк В.Н., Фомин Б.И., Асеев А.Л., Князев Б.А., Кулипанов Г.Н., Винокуров Н.А. Матричные микроболометрические приемники для инфракрасного и терагерцового диапазонов // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 12. C. 5–11.

4.        Hadley L.N., Dennison D.M. Reflection and transmission interference filters. Part I. Theory // J. Opt. Soc. Am. 1947. V. 37. № 6. P. 451–465.

5.         Hilsum C. Infrared absorption of thin metal films // J. Opt. Soc. Am. 1954. V. 44. № 3. P. 188–191.

6.        Hilsum C. Infrared absorption of thin metal films at non-normal incidence // J. Opt. Soc. Am. 1955. V. 45. № 2. P. 135–136.

7.         Silberg P.A. Infrared absorption of three-layer films // J. Opt. Soc. Am. 1957. V. 47. № 7. P. 575–578.

8.        Liddiard K.C. Application of interferometric enhancement to self-absorbing thin film thermal IR detectors // Infrared Phys. 1993. V. 34. № 4. P. 379–387.

9.        Monzón J.J., Sánchez-Soto L.L. Optical performance of absorber structures for thermal detectors // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 22. P. 5137–5141.

10.       Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.

11.       Ruß M., Bauer J., Vogt H. The geometric design of microbolometer elements for uncooled focal plane arrays // Proc. SPIE. 2007. V. 6542. P. 654223.

12.       Camacho J.M., Oliva A.I. Morphology and electrical resistivity of metallic nanostructures // Microelectronics Journal. 2005. V. 36. № 3–6. P. 555–558.

13.       Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J., Bell S.E., Bell R.R., Alexander R.W., Jr., Ward C.A. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, and W in the infrared and far infrared // Appl. Opt. 1983. V. 22. № 7. P. 1099–1119.

 

 

Полный текст

© 2017 г.     М. А. Демьяненко, канд. физ.-мат. наук

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск

Е-mail: demyanenko@isp.nsc.ru

Приведены соотношения, позволяющие на основе матричного метода проводить расчет коэффициентов отражения, пропускания и поглощения в болометрической структуре, состоящей из произвольного количества слоев, включающих металлические поглотитель и отражатель. Получены аналитические соотношения, применимые к реальным болометрам, например, изготовленным на основе аморфного кремния, в которых кроме тонких металлических поглотителя и отражателя имеются два диэлектрических слоя (высокоомный термочувствительный и теплоизолирующий). Соотношения позволяют учесть мнимую составляющую проводимости металлических слоев и наклонное падение излучения. Проведенный анализ, в частности, показал, что учет времени релаксации электронов в поглотителе, равного или более 10–14 с, приводит к значительному изменению как параметров болометрической структуры, так и частоты излучения, при которых реализуется практически полное поглощение излучения.

Ключевые слова: болометр, многослойная структура, поглощение, инфракрасное и терагерцовое излучение, тонкий металлический поглотитель.

Коды OCIS: 040.3060, 160.3900, 230.0040, 240.0310

УДК 535.231.62: 535.14: 535.15: 537.874.72

Поступила в редакцию 28.10.2016

ЛИТЕРАТУРА 

1.         Mottin E., Bain A., Martin J.L., Ouvrier-Buffet J.L., Bisotto S., Yon J.J., Tissot J.L. Uncooled amorphous silicon technology enhancement for 25 µm pixel pitch achievement // Proc. SPIE. 2003. V. 4820. P. 200–207.

2.         Oda N., Yoneyama H., Sasaki T., Sano M., Kurashina S., Hosako I., Sekine N., Sudoh T., Irie T. Detection of terahertz radiation from quantum cascade laser using vanadium oxide microbolometer focal plane arrays // Proc. SPIE. 2008. V. 6940. P. 69402Y.

3.         Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Овсюк В.Н., Фомин Б.И., Асеев А.Л., Князев Б.А., Кулипанов Г.Н., Винокуров Н.А. Матричные микроболометрические приемники для инфракрасного и терагерцового диапазонов // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 12. C. 5–11.

4.        Hadley L.N., Dennison D.M. Reflection and transmission interference filters. Part I. Theory // J. Opt. Soc. Am. 1947. V. 37. № 6. P. 451–465.

5.         Hilsum C. Infrared absorption of thin metal films // J. Opt. Soc. Am. 1954. V. 44. № 3. P. 188–191.

6.        Hilsum C. Infrared absorption of thin metal films at non-normal incidence // J. Opt. Soc. Am. 1955. V. 45. № 2. P. 135–136.

7.         Silberg P.A. Infrared absorption of three-layer films // J. Opt. Soc. Am. 1957. V. 47. № 7. P. 575–578.

8.        Liddiard K.C. Application of interferometric enhancement to self-absorbing thin film thermal IR detectors // Infrared Phys. 1993. V. 34. № 4. P. 379–387.

9.        Monzón J.J., Sánchez-Soto L.L. Optical performance of absorber structures for thermal detectors // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 22. P. 5137–5141.

10.       Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.

11.       Ruß M., Bauer J., Vogt H. The geometric design of microbolometer elements for uncooled focal plane arrays // Proc. SPIE. 2007. V. 6542. P. 654223.

12.       Camacho J.M., Oliva A.I. Morphology and electrical resistivity of metallic nanostructures // Microelectronics Journal. 2005. V. 36. № 3–6. P. 555–558.

13.       Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J., Bell S.E., Bell R.R., Alexander R.W., Jr., Ward C.A. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, and W in the infrared and far infrared // Appl. Opt. 1983. V. 22. № 7. P. 1099–1119.

 

 

Полный текст