窄带红外光源设计与制备(I)

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1、分类号学号M200972897学校代码10487密级硕士学位论文窄带红外光源设计与制备学位申请人：赵二景学科专业：光电信息工程指导教师：赖建军副教授答辩日期：2011.12.30ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandFabricationofNarrow-bandInfraredEmitterCandidate:ZhaoErjingMajor:Opto

2、electronicInformationEngineeringSupervisor:Asso.Prof.LaiJianjunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2011独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完

3、全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论

4、文摘要近年来，随着微机电系统（MEMS）技术的快速发展和进步，传感元器件发展也出现了小型化、低功率、低成本的趋势。MEMS红外光源应运而生，且成为红外气体传感器技术研究的重点和热点。基于MEMS技术的窄带红外光源更进一步实现了窄带滤波功能。本论文针对窄带红外光源进行理论分析，实验研究和器件制备，提出一种新的方法，这种方法通过更改氮化钛制备参数来调整发射谱的特性，这使得窄带红外光源制备工艺更加简单，成本更低。内容主要包括：(1)分析了金属/电介质/金属（MDM）型的窄带红外光源的光学性能，并且采用传输矩阵的方法详细

5、地分析了MDM结构的几何参数和材料参数与对窄带红外光源发射谱特性的关系。(2)采用有限元方法对窄带红外光源进行了热学和力学模拟分析，分析了支撑层厚度对微桥形变的影响，以及稳态状况下，窄带红外光源器件的温度分布和、热应力分布、受热膨胀变形状况。(3)采用MEMS工艺，完成了对窄带红外光源器件的制备。并且对窄带红外光源制备工艺中的多孔硅牺牲层工艺和氮化硅刻蚀工艺两项关键工艺进行了详细的实验研究。(4)对窄带红外光源器件进行了初步测试。提出了新的器件结构，并设计了新的制备工艺流程。关键词：微机电系统窄带红外光源多孔硅牺

6、牲层有限元方法氮化硅刻蚀I华中科技大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofMEMStechnology,therehasbeenatrendindevelopingsmallvolume,lowpowerandlow-costsensingdevices.MEMSinfraredemittercameintobeing,whichhasbecomethefocusofinfraredgassensortechnologyresearch.Nar

7、row-bandinfraredemittersbasedonMEMStechnologyfurtherachievethenarrowbandfiltering.Thispaperaimstocarryoutthenarrow-bandemitter’stheoreticalanalysis,experimentresearchanddevicesfabrication,toproposeanewmethodbychangingthefabricationparametersoftitaniumnitridet

8、oadjusttheemissionspectrumfeatures,whichmakesthenarrow-bandinfraredemittersimplerandlesscostly.Thepapermainlyincludes:(1)AnalysisontheopticalperformanceofaMetal-Dielectric-Metal(MDM)narro