ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С МИКРОИНКАПСУЛЯЦИЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ТАКИЕ ДЕТЕКТОРЫ

min
max
1. Детектор электромагнитного излучения, предназначенный для функционирования приблизительно при предпочтительной длине волны λp, находящейся в пределах спектрального диапазона, представляющего интерес, то есть заданной между λ и λ, содержащий множество элементарных детектирующих микроучастков, каждый из которых включает в себя микродетектор, снабженный мембраной (2), чувствительной к излучению, по меньшей мере, в спектральном диапазоне, представляющем интерес, и каждый из них размещен в микрополости или микрокапсуле, образованной подложкой (1), верхней стенкой (5), используемой в качестве окна, прозрачного для излучения в спектральном диапазоне, представляющем интерес, по меньшей мере, для некоторых микроучастков из указанного множества, и боковыми стенками (4), причем мембрана (2) подвешена над подложкой (1) посредством, по меньшей мере, двух опорных рычагов (6), которые включают в себя электропроводящий слой (17), отличающийся тем, что концы упомянутых рычагов (6) закреплены в боковых стенках (4).
2. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из микрополостей герметизированы.
3. Детектор электромагнитного излучения по п.2, отличающийся тем, что герметизированные микрополости содержат газ, обладающий низкотемпературной проводимостью, такой как аргон, криптон или ксенон.
4. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что боковые стенки (4), которые образуют упомянутые микрополости или микрокапсулы, состоят из двух плотно соединенных частей:
- первой нижней части (4А), которая прикреплена к подложке (1) и образует общие основания периферийных стенок на каждом детектирующем микроучастке, и локально содержит электропроводящие вертикальные соединения, которые обеспечивают неразрывность электрической цепи с электропроводящим слоем (17) опорных рычагов (6);
- второй части (4А), основание которой наложено и физически прикреплено к верху упомянутой первой части (4А) вблизи периферии каждой микрокапсулы, и поддерживает верхнюю стенку или окно (5), которое практически параллельно подложке.
5. Детектор электромагнитного излучения по п.4, отличающийся тем, что точки крепления и электрические соединения для концов, по меньшей мере, двух опорных рычагов (6), содержащих электропроводящий слой (17) чувствительных мембран (2), сформированы на интерфейсах между двумя частями (4А) и (4В), которые составляют боковые стенки (4).
6. Детектор электромагнитного излучения по п.4 или 5, отличающийся тем, что непрерывность электрической цепи между, по меньшей мере, двумя рычагами (6) и подложкой (1) обеспечивают посредством проводника, проходящего перпендикулярно относительно оси упомянутых рычагов на уровне плоскости соединения между частями (4А) и (4В) боковых стенок до вертикального соединительного элемента (16), электрически соединенного с подложкой.
7. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что в нем отсутствует какая-либо структура для крепления опорных рычагов (6) чувствительных мембран (2), отличных от боковых стенок, которые образуют микрокапсулы.
8. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что верхняя стенка или окно (5) имеет вблизи боковых стенок (4) периферийные грани, которые наклонены к подложке (1) или имеют скругленный профиль, способный отражать падающее излучение вблизи границ между двумя микроучастками по направлению к любой из соседних микрополостей.
9. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, отличающийся тем, что подложка (1) покрыта слоем (11), который действует как отражатель, для отражения падающего излучения по направлению к чувствительным мембранам (2).
10. Детектор электромагнитного излучения по п.9, отличающийся тем, что отражатель (11) полностью или частично состоит из материала, способного накапливать молекулы остаточного газа, захваченные в микрополости, или поглотителя, который преимущественно состоит из титана.
11. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.4, 5, 7, 8, 10, отличающийся тем, что герметизацию микрополости обеспечивают из материалов, которые прилипают или образуют единое целое с верхней стенкой или окном (5), и прочно опираются на элементы (31), которые расположены локально ниже окон (5), а сбоку прикреплены к верхней части (4В) боковых стенок (4).
12. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что микродетекторы состоят из микроболометров, при этом верхняя стенка или окно (5), по меньшей мере, частично изготовлено из материала, выбранного из группы, содержащей кремний, сплавы кремния и германия или сульфид цинка, в виде монослоя или полислоя.
13. Детектор электромагнитного излучения по п.12, отличающийся тем, что окно (5) первой части микроучастков содержит, по меньшей мере, один слой, который в основном является прозрачным в спектральном диапазоне, представляющем интерес, который отличен, по сравнению с окном, по меньшей мере, второй части микроучастков, так, что предпочтительная длина волны λр1 микродетекторов первой части по существу отлична от предпочтительной длины волны λр2, по меньшей мере, второй части.
14. Детектор электромагнитного излучения по п.12, отличающийся тем, что окно (5) некоторых из микроучастков содержит слой, который по существу является непрерывным и проходит по существу по всей площади поверхности упомянутых микроучастков, и является непрозрачным для всего излучения в инфракрасной области спектра.
15. Детектор электромагнитного излучения по п.13, отличающийся тем, что окно (5) некоторых из микроучастков содержит слой, который по существу является непрерывным и проходит по существу по всей площади поверхности упомянутых микроучастков, и является непрозрачным для всего излучения в инфракрасной области спектра.
16. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что окно (5), по меньшей мере, некоторых из микроучастков содержит сеть электропроводящих изображений, которая по существу покрывает всю площадь поверхности упомянутых микроучастков.
17. Детектор электромагнитного излучения по п.16, отличающийся тем, что упомянутая сеть образована параллельными полосами или линиями, расположенными с шагом трансляции менее λmin/3.
18. Детектор электромагнитного излучения по п.17, отличающийся тем, что окно (5) первой части микроучастков содержит сеть, сформированную по первому направлению, при этом окно (5) второй части микроучастков содержит сеть, сформированную по направлению, находящемуся под прямым углом к направлению первой сети.
19. Детектор электромагнитного излучения по п.16, отличающийся тем, что упомянутая сеть создана путем трансляции по двум направлениям в плоскости, параллельной фокальной плоскости, и с шагом трансляции от λр до λр/2, при этом элементарное изображение имеет размеры, равные или меньшие, чем шаг трансляции.
20. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.14, 17, 18, отличающийся тем, что непрозрачный слой, параллельные полосы или электропроводящие элементарные изображения выполнены из металла.
21. Детектор электромагнитного излучения по п.1, отличающийся тем, что микрокапсулы некоторых из микроучастков заполнены твердым материалом.
22. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.12, 13, 14, 17, 18, 19, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из микроучастков содержат окно (5), в котором, по меньшей мере, один слой состоит из материала, обладающего спектром пропускания высокочастотного типа.
23. Детектор электромагнитного излучения по п.22, отличающийся тем, что материал представляет собой полупроводник.
(1-х)
x
(1-х)
x
(1-y)
y
24. Детектор электромагнитного излучения по п.23, отличающийся тем, что полупроводник выбран из группы, содержащей InAlAs, InAlSb, где 0≤x≤1; HgCdTe, где 0,2≤y≤0,6; и PbS.
25. Детектор электромагнитного излучения по п.22, отличающийся тем, что первая часть микроучастков снабжена высокочастотным фильтром, имеющим первую нижнюю критическую длину волны, при этом, по меньшей мере, вторая часть микроучастков снабжена высокочастотным фильтром, имеющим, по меньшей мере, вторую нижнюю критическую длину волны.
26. Детектор электромагнитного излучения по любому из пп.12, 13, 14, 18, 19, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые из микроучастков содержат окно (5), в котором, по меньшей мере, один слой состоит из материала, обладающего переменной прозрачностью как функцией падающего электромагнитного потока.
(1-x)
x
(1-х)
x
(1-y)
y
x
27. Детектор электромагнитного излучения по п.26, отличающийся тем, что упомянутый материал выбран из группы, InAlSb, InAlAs, где 0≤x≤1; HgCdTe, где 0,2≤y≤0,6, и оксидов ванадия общей формулы VO.
28. Устройство для детектирования электромагнитного излучения, предназначенное для функционирования при предпочтительной длине волны λр, находящейся в спектральном диапазоне, представляющем интерес, от λmin до λmax, содержащее:
герметизированную упаковку, снабженную окном на одной из ее граней, причем окно является практически прозрачным в спектральном диапазоне, представляющем интерес, и практически непрозрачным ниже нижней критической длины волны;
детектор электромагнитного излучения, расположенный внутри упаковки, обращенной к упомянутому окну;
отличающееся тем, что содержит детектор, заявленный по любому из пп.12-21, при этом атмосфера внутри упаковки состоит из газа с низким коэффициентом диффузии или смеси газов с низким коэффициентом диффузии.
29. Устройство для обнаружения электромагнитного излучения по п.28, отличающееся тем, что газ выбран из группы, содержащей аргон, криптон и ксенон.
30. Устройство для обнаружения электромагнитного излучения по любому из пп.28 или 29, отличающееся тем, что давление внутри упаковки составляет 10 мбар - 2 бар.