基于超构透镜结构的偏振集成红外探测器与成像研究
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作者:
作者单位:

1.上海理工大学;2.国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院;3.中国科学院上海技术物理研究所 红外探测全国重点实验室;4.中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室

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基金项目:

国家自然科学基金(U24A20294, 62335017, 62222412, 62104236, 62104237);国家重点研发计划(2022YFB3404405);中国科学院先导项目(XDB0980000);中国科学院青年创新促进会项目(Y202057);上海市扬帆计划项目(22YF1455800, 21YF1455000);上海市自然科学(23ZR1473500, 23ZR1473100);中国科学院上海技术物理研究所创新专项(CX-513、CX-512、CX-508、CX-567);中国博士后科学基金资助项目(2024M750687);红外探测技术国家重点实验室基金(IRDT-23-01)。


Polarization Integrated Infrared Detector and Imaging Based on MetaLens Structure
Author:
Affiliation:

1.School of Science,Shanghai University of Technology;2.School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hangzhou Institute of Advanced Study, University of Chinese Academy of Science;3.National Key Laboratory of Infrared Detection Technologies, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences;4.Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging Technology, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences

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    摘要:

    由于分焦平面偏振集成红外探测器的像元尺寸与其工作波长接近,衍射效应致使相邻像元不同偏振光的串扰严重,单一传统的金属光栅结构无法实现高消光比偏振探测芯片。本文提出并设计了超表面透镜的偏振集成红外探测器结构,研究了超构透镜对不同波长红外光波的光场汇聚能力,制备了超构透镜及亚微米光栅结构阵列并与红外焦平面集成进行了集成,器件偏振消光比超过15:1,选取了动态和变温物体进行了偏振成像实验,展示了分焦平面偏振集成器件的成像优势。

    Abstract:

    Due to the close pixel size and working wavelength of the focal plane polarization integrated infrared detector, diffraction effects cause severe crosstalk between adjacent pixels with different polarized light. A single traditional metal grating structure cannot achieve high extinction ratio polarization detection chips. This article proposes and designs a metasurface lens stacked polarization integrated infrared detector structure, studies the optical field convergence ability of metalens for different wavelengths of infrared light waves, prepares metastructural lenses and submicron grating structures, and integrates them with infrared focal planes. The polarization extinction ratio of the device exceeds 15:1, and dynamic and variable temperature objects are selected for polarization imaging experiments, demonstrating the imaging advantages of polarization integrated devices with focal planes.

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  • 收稿日期:2025-03-19
  • 最后修改日期:2025-05-06
  • 录用日期:2025-05-07
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