Суперлинзы, помимо реализации функций фокусировки и формирования изображения традиционных линз, позволяют с помощью проектирования метапризматических ячеек осуществлять многомерное управление поляризацией светового поля, длиной волны и амплитудой. Благодаря своей тонкости, легкости, низкой стоимости и простоте интеграции, они начинают занимать значимое место в области фотонных устройств и стали актуальной темой исследований и важным направлением. В данной работе используется алгоритм конечно-разностного временного домена (Finite-difference time-domain, FDTD) для проектирования и оптимизации суперлинзы с интеграцией на месте с лавинным фотодетектором на основе InGaAs, а также оценки эффективности фокусировки и пропускания суперлинзы. Результаты моделирования показывают, что суперлинза собирает падающий свет в фоточувствительную область детектора, достигая пропускания 82,8% и эффективности фокусировки 84,89% при целевом фокусном расстоянии 150 мкм и радиусе суперлинзы 50 мкм. Для дальнейшего повышения пропускания на поверхность суперлинзы нанесён антиотражающий слой (AR Layer). Результаты показывают, что 300 нм слой SiO₂ достигает максимальной пропускной способности 86,6%, а 250 нм слой SiN — 87,6%, что на 3,8% и 4,8% выше по сравнению с отсутствием AR слоя. В конце расчётов установлено, что энергия светового поля в зоне поглощения детектора с интегрированной суперлинзой увеличилась в 250,96 раза по сравнению с детектором без суперлинзы, что значительно повысит чувствительность детектора. В статье предложена схема проектирования лавинного фотодетектора с монолитной интеграцией суперлинзы, которая собирает падающий свет вне фоточувствительной области в саму область, повышая квантовую эффективность детектора без потери полосы пропускания, что открывает новые подходы к проектированию высокочувствительных лавинных фотодетекторов с широкополосной характеристикой.

суперлинза;детектор;эффективность фокусировки;квантовая эффективность