面向MEMS红外光源的辐射增强结构设计

发布时间：2018-11-17 06:27

【摘要】：针对常规TO封装下红外光源辐射量在一定光程下严重衰减的不足,基于自研的MEMS红外光源结构,提出了用于红外辐射增强的反射镜及用于光束准直的透镜封装结构,以期大幅提高光源有效辐射效率。本文基于Zemax软件对红外光源在光路中的辐射特性进行了模拟仿真。仿真结果表明:红外光源放置于9.52 mm口径、9.41 mm深度的抛物面反射镜的焦点位置,辐射能量提高了15.5倍;采用2.2 mm厚的BaF_2材料的双凸曲面辐射透镜,红外光线呈准直收敛辐射,辐射效率最大可以达到27.42%。本工作研究成果为红外光学气体传感器光源提供了合理的红外辐射增强结构尺寸参数,有效提高了系统的稳定性和光源的辐射效率。
[Abstract]:Aiming at the deficiency of infrared radiation attenuation in a certain optical path under conventional TO packaging, based on self-developed MEMS infrared light source structure, a mirror for infrared radiation enhancement and a lens packaging structure for beam collimation are proposed. In order to greatly improve the effective radiation efficiency of the light source. In this paper, the radiation characteristics of infrared light source in optical path are simulated based on Zemax software. The simulation results show that the infrared light source is placed in the focal position of the parabolic mirror with 9.52 mm aperture and 9.41 mm depth, and the radiation energy is increased 15.5 times. A double convex curved surface radiative lens with a thickness of 2.2 mm BaF_2 is used. The infrared ray radiation is collimated and convergent, and the maximum radiation efficiency can reach 27.42. The results of this work provide reasonable structural dimension parameters for infrared optical gas sensor light source and improve the stability of the system and the radiation efficiency of the light source effectively.
【作者单位】： 中北大学电子测试技术国防科技重点实验室;中国科学院微电子研究所智能感知研发中心;昆山光微电子有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.61335008;No.61601455) 国家高技术研究发展计划项目(No.2015AA042605)资助
【分类号】：TN212

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本文编号：2336743