非制冷微测辐射热计受激光辐照的温度响应

红外成像技术的不断革新使得非制冷微测辐射热计在军用侦察装备当中逐渐普及,其激光干扰技术的研究也成为热点,而探测器像元受到激光辐照的温度响应是干扰成功的关键。围绕斩波调制的激光辐照微测辐射热计的温度响应问题,立足UL01011型非晶硅探测器建立了模型,并通过有限元分析的方法研究了调制频率、占空比和激光功率三个参数各自对温度增量的影响。通过分析推导得出结论:功率稳定的连续激光经斩波调制后辐照至非制冷微测辐射热计时,稳定状态下像元温度升高量的振荡均值,与调制频率成负指数关系,与占空比成正指数关系,与激光功率成倍率关系。     

激光损伤非制冷微测辐射热计的实验研究

在市场需求驱动下,非制冷红外测辐射热计阵列在多个领域正逐步应用,对其激光干扰的研究也被提上了日程。本文以多晶硅探测器为例,结合非制冷微测辐射热计阵列的构造和工作原理,分析了激光辐照作用下的温度响应;通过10.6 μm连续激光的辐照实验,得到了像元阵列进入不同损伤状态对应的激光功率范围,分析了激光损伤的热效应机制,指出干扰面积大于光斑面积是由于热量的“倒灌”;将战场上激光传输的影响简单等效为斩波调制,研究了调制频率和占空比对激光干扰效果的影响。经分析得出,在调制频率100~500 Hz、占空比0.1~0.5的范围内,连续激光对非制冷微测辐射热计在传输等效调制频率较低、占空比较大的条件下能得到更好的干扰效果。     

微测辐射热计响应率的数值分析

介绍了微测辐射热计在外加偏置下的响应情况，建立了流偏置下微测辐射热计的响应率模型，及脉冲偏置下微测辐射热计的完整理论模型，进行了数值分析，给出了在实际工作条件下微测辐射热计响应率的仿真结果。     

CO2激光对氧化钒成像设备干扰实验研究

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧化钒成像设备实验。在激光辐照饱和条件下,光斑中心像元出现饱和现象,激光辐照结束后,该像元响应较辐照前增加了约20个灰度;该像元周围像素出现了环状异常,非均匀性校正后探测器恢复正常;在激光辐照点损伤条件下,出现了圆环干扰效应,光斑中心像元出现了损伤,即使非均匀性校正也无法恢复;给出了相应激光功率密度。根据实验结果,对衍射效应进行了仿真,指出衍射、探测器热效应及热量“溢出”是导致探测器像元异常像素数大于辐照光斑的原因。本文对非制冷氧化钒探测器研制及干扰效应研究具有重要参考意义。     

非制冷微测辐射热计热成像

文中在指出现代制冷型红外成像技术的不足,论述非制冷红外成像技术的优点之后,介绍了微测辐射热计阵列的非制冷热成像系统.首先与非制冷热电热像仪进行了比较,指出测辐射热计热成像的优势.然后描写了微测辐射热计阵列的设计,分析了桥式结构热绝缘对响应率提高所起的作用,并讨论了探测器噪声等效温差(NETD)的性能.最后概括地描述了微测辐射热计成像仪的设计.     

微测辐射热计的建模与仿真

微测辐射热计是一种应用前景广阔的非制冷型红外焦平面器件,本文对微测辐射热计 进行了建模和仿真,并利用该模型分析、仿真了复位积分放大器CTIA (Capacitive Transimpedance Amp lifier)输出的微测辐射热计对不同黑体目标的输出电压和像元的响应率,为进一步设计、优化微测辐射热计读出电路打下了基础。     

俄罗斯非制冷微测辐射热计红外热成像系统的发展状况

简单介绍了俄罗斯在非制冷微测辐射热计红外热成像系统领域的基本状况,“旋风”中央科学技术研究所完全能代表俄罗斯在该领域的发展水平,详细介绍了该研究所开发的多款非制冷微测辐射热计红外热成像系统,最后分析了俄罗斯在非制冷微测辐射热计红外热成像系统领域的发展特点.     

红外、紫外基础与技术

0016132离子注入碲镉汞迁移率谱的研究[刊]/李向阳//红外与激光工程.—2000,29(2).—68～71(K)文章介绍了分别采用厚度较大的样品和较薄的霍耳器件进行了离子注入和迁移率谱的测试。变温测试表明:表面低迁移率成分基本不随温度变化,体内高迁移率成分随温度变化明显。迁移率谱是离子注入样品的有效的非破坏分析方法之一。参170016133非制冷微测辐射热计热成像[刊]/顾文韵//红外与激光工程.—2000,29(2).—65～67,77(K)文中在指出现代制冷型红外成像技术的不足,论述非制冷红外成像技术的优点之后,介绍了微测辐射热计阵列的非制冷热成像系统。分析了桥式结构热绝     

微测辐射热计的热响应时间测试方法

热响应时间是微测辐射热计的关键参数,它会制约非制冷红外探测器的最高工作帧频。热响应时间的像元级测试能够真实反映传感器的物理热响应时间,为产品设计优化提供及时、有效的数据支持,因此准确测量该参数具有十分重要的意义。但目前像元级测试方法均未能有效补偿微测辐射热计的自热效应,无法精准地测量热响应时间。基于频率响应法测试了微测辐射热计的有效热响应时间。通过用电阻温度系数对自热效应进行补偿,可以精确测量物理热响应时间。通过实验分析了不同偏置电流下测得的物理热响应时间。结果表明,该方法准确度高,稳定性强。     

非制冷微测辐射热计的热平衡分析

非制冷微测辐射热计焦平面阵列技术在国外已取得了令人瞩目的成就,与其它红外探测器相比,微测辐射热计更适于开拓民用市场,目前国内在这方面的研究也已成为热点。文章介绍了微测辐射热计的物理模型及其理论计算方法,利用黑体辐射和传热理论,建立了微测辐射热计的热平衡方程,并利用MATLAB软件获得了数值运算结果。分析表明,热传导、热容、偏置方式等时微测辐射热计性能的影响是设计考虑的关键。     

非制冷微测辐射热计阵列单元结构模型应力有限元分析

介绍了基于非制冷测辐射热计阵列红外成像系统的噪声等效温差(NETD)计算模型.由此设计了一种非制冷微测辐射热计阵列单元结构模型,并对此模型进行了有限元分析,继而对该模型进行了优化.     

探测器温度对非致冷型微测辐射热计热像仪测温的影响与修正

根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,得到了红外热像仪测温的计算公式及测温程序,分析了非致冷微测辐射热计的温度对测温的影响,并得出了相应的修正公式和修正方法.得到的两种修正方法简单易行,为非致冷微测辐射热计阵列热像仪的设计制造及实际使用提供了一定的方法和依据.     

Determination of Thermal Parameters of Vanadium Oxide Uncooled Microbolometer Infrared Detector

Vanadium oxide thin films are the potential candidates for uncooled microbolometers due to their high temperature coefficient of resistance (TCR) at room temperature. A 2D array of 10-element test microbolometer without air-gap thermal isolation structure was fabricated with pulsed laser deposited vanadium oxide as IR sensing layer for the first time. Infrared responsivity of the uncooled microbolometer was evaluated in the spectral region 8-15 μm. The device exhibits responsivity of about 12 V/W at 30 Hz chopper frequency for 20 μA bias current. Thermal time constant (τ), Thermal conductance (G) and thermal capacitance (C) are the thermal parameters characterize the performance of the uncooled microbolometer infrared detectors are determined as 15 ms, ～10^-3 W/K and ～3.5 × 10^-5 J/K respectively. The influence of the thermal parameters on the performance of the microbolometer is discussed.     

Performance of microbolometer focal plane arrays under varyingpressure

In this letter, we present a study of imaging using a 128×128-pixel microbolometer focal plane array (FPA) under varying pressure conditions from 10^-5 torr to the ambient. We have employed bulk micromachining in the fabrication of FPA to reduce the thermal conduction through the air-gap between the membrane and the substrate of the microbolometers. It was found that an image of a soldering iron (200°C) was clearly visible even at the ambient pressure. However, at ambient pressure, the increased in thermal conductance resulted in a reduction of contrast of the image compared to the ones obtained at low pressure. The results suggest the possibility of operation of uncooled FPA's under ambient pressure by proper design of the microbolometer structure     

非制冷焦平面热像仪温度控制设计

在分析法国ULIS公司生产的320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011技术参数的基础上,论述了微测辐射热计非制冷红外焦平面热像仪温度控制的必要性,指出了温度控制设计的实质。并讨论了单片机、线性模式单芯片热电制冷器控制器和开关模式单芯片热电制冷器控制器温控方案的优缺点。提出了使用AD公司生产的全新单芯片热电制冷器控制器ADN8830的温控设计方案,以该芯片为核心设计出适合320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011的温度控制电路,该电路能够把焦平面阵列温度变化控制在30±0.01℃范围内,使探测器工作在最佳温度。该方案功耗低、效率高、体积小,是一种较好的温控设计方案。     

双牺牲层微测辐射热计最新研究进展

通过改善结构,来研制更小尺寸、更高分辨率的器件,成为微测辐射热计研制的新趋势,而其中最普遍的做法就是使用双牺牲层.本文介绍了双牺牲层微测辐射热计研究的最新成果,即以Raytheon和DRS等为代表的两种做法,并从器件结构和工艺上比较了两种思路的优劣.     

Ti微测辐射热计关键技术分析

Ti微测辐射热计具有高电阻温度系数、低噪声和与IC工艺兼容性好等特点,在非致冷红外图像系统等应用领域越来越受到关注.文章通过理论分析指出,降低热导、提高填充因子和降低噪声是该种器件形成和使用中的关键技术,给出了相关技术的研究状况.