透明衬底光致导电网栅的设计与制作

依据半导体光电导效应分析了光致导电复合网栅调控机理,阐明了光致导电复合网栅的设计思路与结构特点.结合透明衬底蓝宝石基片,选取雷达波2~18GHz,红外3~12μm波段为研究对象对复合网栅结构参数进行优化和仿真,当网栅参数周期由5mm变为2.5mm、边长由4.9mm变为2.4mm时,网栅的中心谐振频率从13.2GHz变为14GHz.采用衍射光栅同轴对准原理保证两次lift-off光刻工艺的对准精度,制备的网栅周期误差小于6μm,边长误差小于5μm,满足实验要求.复合网栅的光学和电学性能测试结果为:加载复合网栅的蓝宝石衬底样件与未加载的相比,红外透过率曲线整体走势未发生变化,透过率整体下降了7.8%左右,与单独金属网栅相比相差3.4%,符合红外透过损失规律.该复合网栅在敏感波长为600nm光照射下测得的中心谐振频率从13.22GHz变为14.03GHz,与仿真结果基本一致,验证了光照对复合网栅电磁性能调控的可行性.

光致导电FSS用于红外光学窗的仿真与实验

提出将光致导电FSS用于红外光学窗,利用其光照导电特性改变FSS导电区域尺寸,实现带通频段的调控。以方孔型FSS为例进行仿真,结构尺寸变化前后中心谐振频率分别为13.2、14 GHz。采用镀膜及光刻工艺按设计参数在蓝宝石基底上制备光致导电FSS并测试,结果显示:配比为CdS∶CdSe(1∶1~5∶1)、掺杂Cl^-∶In^(3+)∶Cu^(2+)(3.6∶2.6∶1.3)的光致导电膜对600 nm的可见光敏感度最高;平均光功率200 mW/cm^2的光照射前后中心频率从13.1变为14.2 GHz;该样件与只有金属FSS的蓝宝石样件相比,红外透过率降低约4%,与FSS表面占有率对红外透过影响计算结果一致。证明了光致导电FSS用于红外光学窗的可行性。