CN109935608A - 一种引入量子点的日盲紫外探测结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种引入量子点的日盲紫外探测结构及其制备方法,本发明的探测结构包括设置在底层的可见光电荷耦合元件CCD探测器、覆盖在所述可见光CCD探测器的表面平整层、设置在平整层的表面的波长转换层和设置在顶层的滤光层;可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;波长转换层由呈阵列分布的波长转换单元构成,且波长转换单元为微透镜结构,其材料采用了聚合物混溶量子点,量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点。常规紫外探测系统需要专门设计一个可探测紫外光的结构,本发明的探测结构相比于现有的紫外探测系统,实现了使用常规可见光CCD对紫外光进行探测的功能,且该系统的结构简单、性能稳定、加工容易、成本较低。
Description
技术领域
本发明属于紫外光电探测技术领域,涉及一种基于量子点紫外探测成像技术,尤其涉及一种引入量子点的日盲紫外探测结构及其制备方法。
背景技术
紫外探测器是将一种形式的电磁辐射信号转换成另一种易被接收处理信号形式的传感器,光电探测器利用光电效应,把光学辐射转化成电学信号,属于光电探测器中的一类特殊分支。现在基于电荷耦合元件(Charge-coupled Device,简称CCD)的可见光成像探测技术已经十分成熟,但是,对于紫外光,由于其波长短、频率高、单光子能量大而更容易被吸收,很难直接探测。
从理论上讲,CCD对0.1~1100nm的光子都有响应,但实际上对于波长小于400nm的波段CCD是无法成像的,原因是CCD表面的多晶硅电极对低于400nm的紫外线有强烈的吸收,使得紫外光线无法穿透CCD表面进入CCD内部,从而无法被探测到。因此,改变CCD结构和通过借助其他元件实现光谱转换是探测紫外光的主要途径。现有的紫外检测方案主要分为三类:一是先利用短波通的截止滤光片将可见光排除,再通过像增强器实现光-电-光转换,紫外光在经过像增强器时可同时满足信号放大和可见光的转换,之后采用普通CCD探测;二是直接采用可响应紫外光的背照式进行CCD探测,其响应波长为200nm-1000nm;三是通过在CCD表面涂覆荧光材料实现光-光转换进行探测。基于像增强器的成像装置已经发展得较为成熟了,但是其电子倍增装置一般体积较大还需施以千伏级的电压,并且需要短波通的截止滤光片;而背照式CCD的技术起步较晚,将随着氮化铝镓(AlGaN)外延材料的发展而获得性能提升。而且,从工业生产上讲,如果能利用已有的可见光CCD的加工流程去进行调整优化而不是开发新的方法和工艺来完成对紫外光的探测和成像,将会大大的减小生产的成本,也可以更好的用现有技术进行对接实现。在可见光CCD表面涂覆荧光材料实现光-光转换进行探测的方法刚好可以适用于上述想法。
CCD是在硅集成电路上制作而成的,其工艺基本组成包括清洗、氧化、扩散、光刻、刻蚀、离子注入、LPCVD、等离子生长和中测单项工艺,CCD的制造就是将这些单项工艺以不同数目和次序加以组合而成。
由于CCD的感光表面是由许多个同样的感光单元组合而成的阵列,若是在其表面涂覆荧光材料时不按照阵列划分而是采用全覆盖的统一表面的话,对于原本应入射到感光单元A的一束光,由于荧光材料层的散射和反射等原因,有很大的可能会使一部分光入射到与其相邻的感光单元B上造成串扰。为了避免串扰的产生,对于CCD的感光单元阵列,其上层涂覆的荧光材料需同样加工成与每个感光单元一一对应的波长转化层阵列。
对于在CCD表面进行透光介质阵列的额外加工,较为成熟的就是微透镜的加工工艺,微透镜阵列的制作方法有多种,例如平面工艺离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法、光刻胶热熔融法等,在这些方法中,光刻胶热熔融法以其制作工艺简单、成本低和周期短等优点而被广泛应用。但是,由于光刻胶成分在化学稳定性和透光率方面都不优异,光刻胶热熔融法直接应用于在CCD表面涂覆荧光材料还存在很多不足,需要进一步的改进。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种引入量子点的日盲紫外探测结构及制备方法,本发明得到的探测结构实现了不受可见光影响的日盲式紫外图像探测,且结构简单、加工容易、成本较低。
本发明提供一种引入量子点的日盲紫外探测结构,所述探测结构包括可见光电荷耦合元件CCD探测器、平整层、波长转换层和滤光层;其中所述可见光CCD探测器设置在所述探测结构的底层,所述可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;所述平整层覆盖在所述可见光CCD探测器的表面;所述波长转换层设置在平整层的表面,所述波长转换层由呈阵列分布的波长转换单元构成,所述波长转换单元为微透镜结构,且所述的波长转换单元与所述CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;所述波长转换层的材料采用了聚合物混溶量子点,所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点;所述滤光层设置在所述探测结构的顶层。
进一步,本发明所述的平整层选用材料为聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),简称PMMA),但不仅限于PMMA,也可以选择其他的材料,只要其为具有良好透光性的透明可固化材料,且所选用的加工温度适中从而不会对已有的结构进行破坏即可。
进一步,本发明所述的波长转换层的材料采用了聚合物混溶量子点,所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点,所述的聚合物优选PMMA。
进一步,本发明所述的滤光层为短波通滤光片,所述滤光片的截止波长小于400nm;从而实现了紫外光可透过而可见光及红外等波长大于400nm的光不能透过的日盲特性。
本发明进一步提出一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:可见光电荷耦合元件CCD探测器的准备;将所述可见光CCD探测器作为探测结构的底层;其中所述可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;
步骤S2:设置平整层:在所述可见光CCD探测器上涂一层透明可固化材料,所述透明可固化材料覆盖了可见光CCD探测器的整个表面,形成平整层;
步骤S3:设置聚合物层:在所述平整层上涂一层混溶了量子点的聚合物溶胶,所述聚合物溶胶覆盖所述平整层的整个表面,形成聚合物层;所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点;
步骤S4:制备光刻胶微透镜阵列:在所述聚合物层上涂一层光刻胶覆盖整个聚合物层表面,通过光刻技术形成了阵列式光刻胶单元,其中光刻胶单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;然后采用热熔融法将所述的阵列式光刻胶单元变为阵列式光刻胶微透镜结构,即形成光刻胶微透镜阵列;
步骤S5:制备波长转换层:将步骤S4所述的聚合物层和光刻胶微透镜阵列通过反应离子刻蚀法进行刻蚀图像转移,获得阵列分布的波长转换单元,所述波长转换单元为微透镜结构,且所述的波长转换单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;即形成波长转换层;
步骤S6:设置滤光层:在所述探测结构的顶层设置滤光片即可得到所述的引入量子点的日盲紫外探测结构。
进一步,本发明步骤S3所述的设置聚合物层的过程中,聚合物使用的材料为PMMA,其厚度控制在μm量级。具体的厚度要根据工艺调整以确保后续刻蚀转移后的聚合物透镜焦平面落在CCD的光敏单元附近。此外,对旋涂好的聚合物胶体要进行紫外固化或热固化,从而得到具有较高粘附力的聚合物平坦层。
进一步,本发明步骤S4所述的光刻胶微透镜阵列制备,通过前烘、曝光、显影将光刻胶中对应于可见光CCD探测器的光敏单元且区域面积完全覆盖光敏单元的区域留下,其他部分光刻掉,形成了阵列式光刻胶单元,其中光刻胶单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;然后采用热熔融法将所述阵列式光刻胶单元变为阵列式光刻胶微透镜结构,即形成光刻胶微透镜阵列。
离子束刻蚀技术是指用具有能量单色性很强及一定密度的大面积、准直均匀离子束发射到材料表面,通过离子撞击表面原子与材料原子间的级联碰撞过程,离子将其携带的动量(能量)转移给材料原子,打破原子间的结合并产生活化原子的动量矢量反转,形成材料原子的物理溅射,从而使材料被蚀去一定的厚度的过程。然而,由于光刻胶与聚合物基底的刻蚀速率不同,刻蚀后微透镜阵列的面形与光刻胶微透镜阵列的面形有很大的差别。为使光刻胶与聚合物基底具有相同的刻蚀速率,本发明采用反应离子刻蚀法,即在刻蚀过程中加入反应气体,通过控制气体与聚合物基底及光刻胶的反应来达到相同的刻蚀速率。
进一步,本发明所述光刻胶为AZ系列正光刻胶;步骤S5所述的反应离子刻蚀法中,反应气体为Ar和O2。
进一步,本发明所述的平整层可采用旋涂的方式涂在CCD探测器的整个表面;所述的聚合物层可以采用旋涂的方式涂在平整层上;所述的光刻胶可以采用旋涂的方式涂在聚合物层表面。
进一步,本发明步骤S6所述的滤光片为短波通滤光片,所述滤光片的截止波长小于400nm;从而实现了紫外光可透过而可见光及红外等波长大于400nm的光不能透过的日盲特性。
本发明提供的一种引入量子点的日盲紫外探测结构及制备方法得到的有益效果如下:
(1)本发明波长转换层的材料为混溶了掺锰量子点的PMMA聚合物,并被加工成微透镜结构,在实现入射光的波长转换的同时,还具有一定的汇聚光线的功能,有效提高了CCD的填充因子,增加器件的灵敏度。
(2)本发明的探测结构中,将波长转换层设置成由呈阵列分布的波长转换单元构成,且波长转换单元与可见光CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积覆盖CCD探测器的光敏单元,而并非是现有技术中的一个完整无间隙的波长转换层结构,有效避免了不同感光单元之间的信号干扰。
(3)本发明提供了量子点日盲紫外探测系统的探测结构的制备方法,在本发明中,采用该方法的微透镜阵列制作思路,但是在使用光刻胶微透镜阵列前,在光刻胶层下面再铺一层聚合物层,在光刻胶微透镜阵列制备完成后,将其类似的作为一种掩膜版,进行反应离子刻蚀,最终图形转移得到了性质更为稳定的聚合物微透镜阵列,从而避免了光刻胶不稳定带来的影响。
附图说明
图1是本发明实施例量子点日盲紫外探测系统的探测结构示意图;
图2是本发明实施例中的探测结构中可见光CCD探测器上的阵列式光敏单元结构示意图;
图3是本发明实施例中制备探测结构过程中在可见光CCD探测器设置平整层的示意图;
图4是本发明实施例中制备探测结构过程中在平整层表面设置聚合物层的示意图;
图5是本发明实施例中制备探测结构过程中在聚合物层上设置光刻胶层的示意图;
图6是本发明实施例中制备探测结构过程中光刻显影得到光刻胶阵列的示意图;
图7是本发明实施例中制备探测结构过程中热熔融形成光刻胶微透镜阵列的示意图;
图8是本发明实施例中制备探测结构过程中刻蚀形成聚合物微透镜阵列的过程;
图9是本发明实施例中的厚壳层ZnCdS:Mn/ZnS量子点的吸收光谱和荧光光谱示意图;
图10是本发明实施例中的量子点日盲紫外探测系统的探测工作原理示意图;
附图标记说明:
1 可见光电荷耦合元件CCD探测器
2 平整层
3 波长转换层
4 滤光层
5 CCD探测器的阵列式光敏单元
6 组成波长转换层的波长转换透镜
7 混溶量子点的聚合物层
8 光刻胶微透镜阵列
具体实施方式
结合实施例对本发明的技术方案做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示,本发明实施例提供了一种引入量子点的日盲紫外探测结构,包括可见光电荷耦合元件CCD探测器(1)、平整层(2)、波长转换层(3)和滤光层(4);其中将可见光CCD探测器设置在所述探测结构的底层,可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元(5);平整层覆盖在可见光CCD探测器的表面;波长转换层设置在平整层的表面,其中,波长转换层由呈阵列分布的波长转换透镜(6)构成,且波长转换透镜与所述CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;所述波长转换层的材料采用了聚合物混溶量子点,所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点,所述聚合物为PMMA;所述滤光片设置在所述探测结构的顶层,以确保透过滤光片进入后续结构的都为所需探测的紫外光。
其中,可见光CCD探测器的光敏单元可以接收可见光波段的光信号转化为电信号,由于一个可见光CCD探测器是由许多个光敏单元组成的阵列,根据阵列中不同光敏单元接收到的光信号的强弱,其转化的电信号也会相应的强弱,综合整个光敏单元阵列的电信号就可以得到与光信号对应的图像。
在本实施例中,可见光CCD探测器采用WATEC-902H2U型CCIR制式相机,这是一种常规面阵CCD相机,其对400nm之前的波段几乎无响应,仅对可见光敏感,即仅对波长大于400nm的可见光成像。
平整层的作用为平整表面,考虑到可见光CCD的表面不一定为平整表面,在本实施例附图中假设其光敏单元要较高于其他区域,对于其他实施例中也可能存在不同凹凸情况的表面,因此在下一步加工波长转换层之前,可以先在CCD表面旋涂一层透光性良好的介质进行表面的平整从而确保后续的工艺不会被表面凹凸情况所影响。在本实施例中,平整层选用的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),简称PMMA),但不仅限于PMMA,在其他实施例中也可以选择其他的材料,只要其为具有良好透光性的透明可固化材料,且所选用的加工温度适中从而不会对已有的结构进行破坏即可。对于加工方法,在本实施例中,可以直接将热固化材料加热,使其从固体转化为胶状液体用于旋涂,旋涂的胶状液体降温后就会变成固化的热固化材料膜。特别的,当加工需要在常温下使用液态的热固化材料时,也可将其与特定溶剂混合并超声直至获得澄清的稠密溶液用于旋涂,等溶剂干燥挥发后也会获得固化的热固化材料膜。
波长转换层为包含了光转化材料的非透明介质层,其主要成分为作为光转化材料载体的透明可固化介质材料以及起到光转化功能的非透明光转化材料。其功能为吸收无法被可见光CCD直接探测到的紫外光,并随后发射出可被直接探测到的可见光,完成了入射光波段从紫外波段到可见波段的转化。在本实施例中,透明可固化介质材料依旧选用PMMA,如前所述,其介质材料可选用其他材料,只需满足良好的透光性、可固化、加工温度适宜等条件。光转化材料选ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点,该量子点是一种绿色无毒的半导体材料,性能稳定,具有单个荧光峰位,在570nm左右,位于可见光CCD的敏感区域,吸收谱在400nm之前,对应可见光CCD的不敏感区域,满足光转化的条件。本实施例中选用ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点的吸收和荧光光谱如图9所示,其中虚线9表示吸收光谱,实线10表示荧光光谱。可以看出,由于本实施例选用的量子点为锰掺杂量子点,包覆宽禁带半导体材料,可以产生较大的stokes位移。斯托克斯(stokes)位移是相同电子跃迁在吸收光谱和发射光谱中最强波长间的差值,是一个表示分子发光特性的物理常数。基于本量子点的大stokes位移,其吸收光谱和荧光光谱波段不重叠,有效避免了量子点的自吸收效应,且具有较高的光谱转化效率。
在本实施例中,波长转换层(3)所选用的介质材料和量子点进行混合还借助了一种能在超声下混溶两种溶质的溶剂材料,且该溶剂材料应具有易挥发的特性以便于后续操作中蒸发溶剂获得固化的光转化层。鉴于本实施例选择的介质材料为PMMA,可以选用甲苯、正己烷等有机溶剂,同样,在其他实施例中根据介质材料的不同也可选择其他的溶剂体系。
滤光层的功能是过滤掉入射光中除了所需检测的波段外的其他波段光,尤其是可见光。因为本实施例中选用的CCD为可见光CCD,如果不过滤掉可见光,入射的可见光无法被箔波长转换层吸收,从而导致CCD的光敏单元将检测到该入射光并产生电信号,既无法避免背景光造成的影响,达到本发明中日盲的效果。在本实施例中,滤光层选用短波通滤光片,其截止波长小于400nm,从而实现了紫外光可透过而可见光及红外等波长大于400nm的光不能透过的日盲特性。在其他实施例中也可以根据器件的工作需要挑选滤光片的通过波段,从而实现对于检测波段的特异性选择。
对于本发明,考虑到该量子点日盲紫外探测系统的探测结构中底层可见光CCD探测器和顶层滤光层都是使用的已经加工好的现成器件而非自主加工。
本发明提供的一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:如图2所示,可见光电荷耦合元件CCD探测器的准备;将所述可见光CCD探测器作为探测结构的底层;其中所述可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;
步骤S2:设置平整层:参考图3,对于图2中所示的可见光CCD基底,由于其表面凹凸不平,在其上旋涂一层透明可固化材料如PMMA,所述材料旋涂高度大于光敏区相对于非光敏区的高度,从而覆盖了基底的整个表面,形成一层光滑平整的介质层表面;
步骤S3:设置聚合物层:对于图3所示已经平整后的表面,在所述平整层上旋涂一层混溶了所述量子点的聚合物溶胶,所述聚合物溶胶覆盖所述平整层的整个表面,形成聚合物层如图4所示;其中聚合物使用的材料为PMMA,其厚度控制在μm量级;具体的厚度要根据工艺调整以确保后续刻蚀转移后的聚合物透镜焦平面落在CCD的光敏单元附近;此外,对旋涂好的聚合物胶体要进行紫外固化或热固化,从而得到具有较高粘附力的聚合物平坦层;
步骤S4:制备光刻胶微透镜阵列:
如图5所示,首先在图4中得到的聚合物层表面旋涂一层光刻胶,对旋涂后的光刻胶先进行一次软烘干操作,得到初步固化的光刻胶层;然后,对于软烘干后的光刻胶层,选用掩膜版对光刻胶层进行曝光,在本实施例中,光刻胶选用的是AZ系列光刻胶,为正光刻胶,因此其非曝光区域对应于可见光CCD探测器的光敏单元且区域面积完全覆盖光敏单元,再加入与该光刻胶对应的显影液,使曝光区溶解于显影液中,得到光刻胶阵列如图6所示;接着,通过常用的光刻胶热熔融法,在烘箱中将光刻胶加热至熔融状态,此时光刻胶变成了液态并可以流动,在其表面张力的作用下便形成了球冠结构;最后,对所得光刻胶球冠阵列缓慢降温,便得到了固化的光刻胶微透镜阵列如图7所示。
步骤S5:制备波长转换层:
对图7中得到的光刻胶微透镜阵列,考虑到光刻胶在化学稳定性和透光率方面都不优异,应将该微透镜阵列图形转移到性质更为稳定的聚合物上去。因此,对于前述得到的混溶了量子点的聚合物层以及光刻胶微透镜阵列,采用反应离子刻蚀法,利用高能量惰性气体离子轰击光刻胶和聚合物的表面,通过溅射刻蚀的途径将物体表面刻蚀一定的厚度,从而将光刻胶微透镜阵列的形状转移到了聚合物上。
此外,为了使刻蚀的过程中,光刻胶和聚合物的刻蚀速度基本一致,从而使刻蚀后聚合物微透镜阵列的面形与光刻胶微透镜阵列的面形相当,在刻蚀的过程中要加入相应的反应气体调整两者的刻蚀速率。具体的,对于本实施例中选用的AZ系列光刻胶和PMMA聚合物物基底,反应气体可以选择Ar和O2,该离子束刻蚀的工艺选择为:加工气压750mTorr,Ar流量为20cm3,O2流量为10~20cm3,刻蚀功率为300W,刻蚀至光刻胶部分完全消失,只剩下带微透镜轮廓的聚合物部分为止,得到由聚合物微透镜构成的波长转换层如图8所示。
步骤S6:设置滤光层:在所述探测结构的顶层设置滤光片即可得到所述的探测结构;本实施例选用的滤光片为短波通滤光片,所述滤光片的截止波长小于400nm;从而实现了紫外光可透过而可见光及红外等波长大于400nm的光不能透过的日盲特性。
下面将结合附图10对该结构的工作原理进行一个简要的概述。
如图10所示,在该探测系统的使用过程中,箭头①部分代表入射于该系统的所有光线,包括我们所需探测的紫外光以及不需探测的可见光等背景光。入射光在通过滤光层时,由于滤光片的作用,只有所需探测的紫外光可以透过,如图10中箭头②部分,其余背景光部分被过滤掉。然后,从滤光层出射的紫外光入射到波长转换层上被吸收,并发射出可被CCD光敏单元所探测的可见光如图中箭头③部分,至于部分没有被吸收的紫外光,由于不会被CCD所探测到,不会造成影响,没有画出。最后,根据可见光CCD光敏单元阵列检测到的箭头③所示可见光信号,可以产生相应的电信号阵列,进而获得所需探测的紫外光图像信息。
本发明的具体实施方式中凡未涉及到的说明属于本领域的公知技术,可参考公知技术加以实施。
上述具体实施方式是对本发明提出的一种引入量子点的日盲紫外探测结构及制备方法的技术思想的具体支持,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在本技术方案的基础上所做的任何等同变化或等效改动,均属于本发明技术方案保护范围。
Claims (9)
1.一种引入量子点的日盲紫外探测结构,其特征在于,所述探测结构包括可见光电荷耦合元件CCD探测器、平整层、波长转换层和滤光层;其中所述可见光CCD探测器设置在所述探测结构的底层,所述可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;所述平整层覆盖在所述可见光CCD探测器的表面;所述波长转换层设置在平整层的表面,所述波长转换层由呈阵列分布的波长转换单元构成,所述波长转换单元为微透镜结构,且所述的波长转换单元与所述CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;所述波长转换层的材料采用了聚合物混溶量子点,所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点;所述滤光层设置在所述探测结构的顶层。
2.根据权利要求1所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构,其特征在于,所述的聚合物混溶量子点中,聚合物为PMMA。
3.根据权利要求1所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构,其特征在于,平整层选用材料为PMMA。
4.根据权利要求1所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构,其特征在于,滤光层选用短波通滤光片,所述滤光片的截止波长小于400nm。
5.一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:可见光电荷耦合元件CCD探测器的准备;将所述可见光CCD探测器作为探测结构的底层;其中所述可见光CCD探测器包括阵列式光敏单元;
步骤S2:设置平整层:在所述可见光CCD探测器上涂一层透明可固化材料,所述透明可固化材料覆盖了可见光CCD探测器的整个表面,形成平整层;
步骤S3:设置聚合物层:在所述平整层上涂一层混溶了量子点的聚合物溶胶,所述聚合物溶胶覆盖所述平整层的整个表面,形成聚合物层;所述量子点为ZnCdS:Mn/ZnS厚壳层量子点;
步骤S4:制备光刻胶微透镜阵列:在所述聚合物层上涂一层光刻胶覆盖整个聚合物层表面,通过光刻技术形成了阵列式光刻胶单元,其中光刻胶单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;然后采用热熔融法将所述的阵列式光刻胶单元变为阵列式光刻胶微透镜结构,即形成光刻胶微透镜阵列;
步骤S5:制备波长转换层:将步骤S4所述的聚合物层和阵列式光刻胶微透镜结构通过反应离子刻蚀法进行刻蚀图像转移,获得阵列分布的波长转换单元,所述波长转换单元为微透镜结构,且所述的波长转换单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;即形成波长转换层;
步骤S6:设置滤光层:在所述探测结构的顶层设置滤光片即可得到所述的引入量子点的日盲紫外探测结构。
6.根据权利要求5所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,其特征在于,步骤S3所述的设置聚合物层的过程中,聚合物使用的材料为PMMA,其厚度控制在μm量级。
7.根据权利要求5所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,其特征在于,步骤S4所述的光刻胶微透镜阵列制备,通过前烘、曝光、显影将光刻胶中对应于可见光CCD探测器的光敏单元且区域面积完全覆盖光敏单元的区域留下,其他部分光刻掉,形成了阵列式光刻胶单元,其中光刻胶单元与CCD探测器的阵列式光敏单元一一对应且区域面积完全覆盖CCD探测器的光敏单元;然后采用热熔融法将所述阵列式光刻胶单元变为阵列式光刻胶微透镜结构,即形成光刻胶微透镜阵列。
8.根据权利要求5-7任一所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,其特征在于,所述光刻胶为AZ系列正光刻胶;步骤S5所述的反应离子刻蚀法中,反应气体为Ar和O2。
9.根据权利要求5所述的一种引入量子点的日盲紫外探测结构的制备方法,其特征在于,所述的平整层采用旋涂的方式涂在CCD探测器的整个表面;所述的聚合物层采用旋涂的方式涂在平整层上;所述的光刻胶采用旋涂的方式涂在聚合物层表面。
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