面向MEMS红外光源的辐射增强结构设计

来源：激光与红外杂志2017年第11期北京时间：

作者：刘卫兵

单位：中北大学,电子测试技术国防科技重点实验室,山西 太原 030051；中国科学院微电子研究所 智能感知研发中心,北京 100029；昆山光微电子有限公司,江苏 苏州215325；

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BaF2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。

关键词：MEMS红外光源;气体传感器;抛物面反射镜;准直透镜;辐射增强

基金资助：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