科创中国

本发明适用于传感技术领域，提供了一种集成红外热传感器，包括光输出装置、微环波导阵列组件、直波导阵列组件及光电探测器；微环波导阵列组件包括第一衬底及多个谐振波长不同的微环波导，其排布成并列的微环波导列；直波导阵列组件包括第二衬底及多个直波导，微环波导列与直波导一一上下对应且可实现参考光的耦合传输，还包括输入波导及输出波导；第一、第二衬底通过支撑柱对接。本发明在同一衬底上制作微环波导阵列，在另一衬底制作直波导阵列，将两组件组合构成像元阵列，在工艺上更易实现，尺寸、对位更加精准，有利于传感器的灵敏度和响应速度的提升，并且可采用一个探测器探测全部像元的输出光，既简化了结构又节约了成本。

一种集成红外热传感器，其特征在于，包括用于输出不同波长的参考光的光输出装置、微环波导阵列组件、直波导阵列组件及光电探测器；所述微环波导阵列组件包括第一衬底及连接于所述第一衬底上的多个中心谐振波长不同的微环波导，多个微环波导排布成多个并列的微环波导列；所述直波导阵列组件包括第二衬底及设置于所述第二衬底上的多个并列的直波导，所述微环波导列与直波导一一上下对应且可实现参考光的耦合传输，还包括用于将所述参考光耦合至相应直波导的输入波导，以及用于将直波导输出的参考光传输至所述光电探测器的输出波导；所述第一衬底和第二衬底通过支撑柱对接。

当前红外热传感器按照工作原理分为光子型红外热传感器和热敏型红外热传感 器两种。其中光子型红外热传感器以碲镉汞为典型代表，特别是在8〜14μπι远红外波段，因 其出色的探测性能，碲镉汞红外热传感器一直占据高端应用领域。但是，碲镉汞红外热传感 器工作时需要制冷器来维持低温状态，要牺牲整机功耗来提高红外光探测信噪比。另外，高 性能碲镉汞薄膜材料制备困难，器件成品率低导致价格居高不下。综上两个方面，碲镉汞探 测器多用在军事和天文领域，民用领域很少涉足。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

该集成红外热传感器在不同的衬底(第一衬底和第二衬底)上制作微环波导阵列 和直波导阵列，形成独立的微环波导阵列组件和直波导阵列组件，再将这两个组件通过支 撑柱对接，一个微环波导和与其正对的直波导部分构成一个像元，由这两个组件构成的组 合架构形成了像元阵列，与传统的单独制作像元再组合为像元阵列相比，在工艺上更易实 现，尺寸、对位等更加精准，突破了传统传感器难以在同一陈衬底上制作像元阵列的局限， 有利于光学读出型红外热传感器的灵敏度和响应速度的提升。每个微环像元对应不同的谐 振波长，可采用一个探测器探测全部像元的输出光，既简化了结构又节约了成本。

技术合作

本发明提供的集成红外热传感器的成像部分采用微环波导阵列组件和直波导阵 列组件的组合架构，解决了传统光学读出型红外传感器难以在同一衬底制作像元阵列的问 题，提高了传感器的灵敏度和响应速度;并且，在光电探测器和光输出装置之间设置反馈控 制机构，可以实时调节参考光的波长，使之与微环像元的谐振波长对应，提高传感器的检测 精度;另外，将微环波导和直波导上下垂直设置，其耦合面积大，光损失极少，进一步提高了 红外探测精确性;每个微环像元对应不同的谐振波长，可采用一个探测器探测全部像元的 输出光，既简化了结构又节约了成本。

[0086] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。