بهينه سازي فيلتر رنگي پلاسمونيكي براي حسگر تصوير برداري

Optimizing Plasmonic Color Filter for Imaging Sensor

در اين مقاله، فيلتر رنگي پلاسمونيكي شياردار پشت و روي چشم گاوي براي كاربرد در حسگرهاي تصويربرداري استاندارد سي‌ماس ارائه ‌شده است. فيلتر پلاسمونيكي فيلم نازك ارائه‌شده از جنس نقره بوده و به كمك بهينه‌سازي الگوريتم ازدحام ذرات با اصلاح پارامترهاي دوره‌ تناوب، زمان وظيفه، ضخامت بدنه، ارتفاع لايه‌ شبكه‌اي و قطر روزنه براي تصويربرداري مادون‌قرمز بهينه‌سازي شده است. اين فيلتر پلاسمونيكي براي طول‌موج مركزي nm 835 طراحي‌شده است كه داراي بيشينه‌ بازدهي انتقال نور 36/8% و پهنا در نصف مقدار بيشينه nm 110 مي‌باشد. از مزيت‌هاي اين فيلتر مي‌توان به قابليت پياده‌سازي با هزينه‌ پايين، نزديك بودن به ناحيه‌ حساس به نور، كاهش هم‌شنوايي و عدم استفاده از پليمرهاي حساس به دما كه براي كاربردهاي با شرايط دمايي سخت مناسب است اشاره كرد. همچنين با تجزيه و تحليل عملكرد اين فيلتر پلاسمونيكي و مقايسه آن با فيلترهاي نوري داراي طول‌موج مركزي مشابه، به بررسي ويژگي پلاسمون سطحي با توزيع شدت ميدان الكتريكي محلي پرداخته ‌شده است.

In this paper, a double-side bull’s eye plasmonic color filter used in complementary metal oxide semiconductor (CMOS) based standard imaging sensors is presented. The thin-film filter is silver-made and optimized by using a particle swarm algorithm in order to modify the corrugation period, duty cycle, film thickness, grating height and aperture diameter for infrared imaging. The filter is designed for central wavelength 835 nm, having the maximum transmittance of 38.6 % and the full width at half maximum (FWHM) of 110 nm. Inexpensive implementation, proximity to the sensitive region, reduced crosstalk and independence from temperature-sensitive polymers, are some of the advantages of this filter, making it suitable for tough temperature conditions. Moreover, using functional analysis of this plasmonic filter and comparing it to the optical filters with similar central wavelength has led us to the investigation of surface plasmon features under a local electric field intensity distribution.