二维金光栅增强AlGaN/GaN量子阱中红外探测器的垂直光耦合

利用对入射光源偏振性不敏感的二维金光栅结构来增强AlGaN/GaN量子阱中红外光电探测器的垂直光耦合。采用有限元法(FEM)计算了探测器结构中的电场分布和能量流动,发现采用二维金光栅时量子阱区有效电场强度比采用Si_3N_4光栅时高出2个数量级,这主要源于金光栅与AlGaN界面处激发形成的表面等离激元(SPP),对光能流动方向、光场振动方向产生了强烈的改变。无论光源的偏振性如何,当垂直入射电磁波波长为4.7μm,电场强度E为1 V/m时,量子阱区的有效|E_z|~2达到了0.7(V/m)~2,为实现AlGaN/GaN量子阱中红外光电探测器焦平面阵列提出了一种解决方案。