摘要:

综述 ● 开放获取阅读更多短波红外偏振探测技术利用目标与背景在红外波段内的反射或辐射的偏振特征差异，能获取更多维度的信息，并能有效抑制背景杂波干扰，提高探测目标和背景的对比度，有助于增强目标识别和检测能力；被广泛应用于水下探测、地空侦探和探测打击等重要领域。传统的短波红外偏振探测器主要由分立的偏振片（起偏器）和探测芯片，并结合庞大的光学系统或者移动组件组成，不利于压缩红外成像系统体积，难以向芯片化、集成化、紧凑和便携的方向发展。本文报道了复旦大学陈宜方科研组联合中国科学技术物理研究所李雪课题组在研发大尺寸、实用型短波红外偏振光电探测器方面取得了重要进展。该工作将周期性亚波长光栅和具备540×4 像元和 320×256 超像元的InP基分焦平面式 InGaAs 探测器直接单片集成。开发了一套混合-匹配紫外/电子束光刻技术，实现顶部光栅像元和底部探测器光敏元像素之间的高精度集成（点对点对准）；并克服了工艺过程中光刻胶旋涂不均元，光栅分布方向影响线宽，以及线边粗糙度对偏振消光比的影响，成功制备了片上集成金属光栅偏振探测芯片，实现了偏振成像功能，并验证了其在短波红外区域展示出对比度增强的成像效果。与传统光电器件相比，该金属光栅单片集成式InGaAs短波红外偏振探测芯片，克服了偏振探测系统对透镜、滤光片、偏振片等分立光学元件的依赖，有助于后续发展更紧凑、更轻巧的光学系统架构。

图1. 片上集成周期性亚波长光栅InGaAs/InP短波红外偏振探测芯片及成像结果展示。