高光谱红外探测器性能研究

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

太周探测：从60年代四大天文发现说起(上)

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

高光谱红外探测器性能研究

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

温度传感器校准系统中红外信号检测电路设计

为了提高红外探测器检测红外微弱信号的精度,采用晶体管恒流偏置电路,使用低噪声高速运算放大器构成了前置放大电路。运用电路理论建立放大电路的噪声等效模型,采用叠加法计算1级放大输出端的噪声电压。通过中温黑体炉红外辐射实验,测试电路性能,取得了500℃~700℃时的电压波形,计算得出信噪比为7.25×103。结果表明,红外探测器前置放大电路达到高信噪比、响应速率快、抗干扰强的应用要求,可以对红外微弱信号检测放大。     

通过成结模拟器研究n+-n--p碲镉汞高温探测器

第三代红外探测器发展的一个重要方向是高工作温度探测器。对于碲镉汞n-on-p探测器而言,n⁺-n^--p结构以及良好的钝化工艺能够有效的抑制暗电流的产生,从而在高工作温度条件下获得较好的探测器性能。基于自行开发的成结模拟器,对n⁺-n^--p结构的高温器件进行了工艺仿真和器件仿真,获得成结过程的制备参数,并结合抑制表面漏电的组分梯度钝化工艺,将高工作温度下的暗电流抑制至理论极限,研制出可以在更高温度工作下的碲镉汞n-on-p红外焦平面探测器。经测试,中波n-on-p红外焦平面器件在不同工作温度下性能优异,在80K工作温度下噪声等效温差（NETD）达到了6.1 mK,有效像元率为99.96%;而在150K工作温度下噪声等效温差（NETD）为11.0 mK,有效像元率为99.50%,达到了同类器件的理论极限。     

非制冷红外焦平面探测器研究进展与趋势

描述了国外高光谱红外焦平面探测器组件的发展状况和工程应用情况,并介绍了国内高光谱红外焦平面探测器组件的研究进展。通过分析高光谱红外焦平面探测器的性能特点,提出了高光谱红外焦平面探测器方面的研究重点。     

512×8像素级数字化长波红外探测器研究

像素级数字化红外探测器具有更高的性能水平和更强的抗干扰能力,是红外探测器技术发展的重要方向之一。通过突破像素级数字化读出电路设计、低峰谷碲镉汞材料外延、器件制备工艺以及倒装互连等关键技术,研制出了一种512×8像素级数字化长波红外探测器组件,并对其性能进行了测试。此探测器的响应波段为7.85～10.17 μm,平均峰值响应率为1.4×10¹¹ LSB/W,响应率非均匀性为9.13%,有效像元率为97.5%,噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)为4.4 mK,动态范围为90.6 dB。测试结果表明,该探测器能够满足系统要求。     

PbSe光电导焦平面阵列探测器

应用半导体非平衡载流子连续性方程模拟了PbSe光电导红外探测器参数对光电响应的影响,实验研制了小规模像元的x-y寻址型PbSe光电导焦平面阵列（FPA）探测器,像元尺寸为500 μm×500 μm,像元间距为500 μm。实验表征了PbSe FPA探测器像元的光电响应性能,有效像元率达到了100%。500 K温度黑体辐射和3.0V偏压下像元的黑体响应率的范围是70~146 mA/W,平均响应率和平均探测率分别达到了110 mA/W和5.5×10⁹。像元的噪声等效温差（NETD）范围是15~81mK,平均噪声等效温差为32 mK。使用中波红外成像装置,初步演示了PbSe FPA探测器对350~450℃热辐射目标的红外成像。为后续研制高密度像元PbSe FPA探测器奠定了基础。     

红外焦平面探测器光谱响应率测量方法分析

光谱响应率是红外焦平面探测器的重要参数,它决定了系统的整体性能和应用方向。在红外成像系统的研制过程中,必须准确地了解探测器的该项指标。分析了目前已有的红外焦平面探测器光谱响应率的测量方法,并对这些方法进行比较,找出其优缺点。     

热红外高光谱系统信号成分分析及处理

光学系统自身热辐射产生的杂散光以及分光后信号能量的下降,极大影响着热红外高光谱系统的信噪比。光学系统制冷可大大减少系统杂散光,但低温下探测器暗电流对有效信号的影响变得突出。对热红外高光谱系统的信号成分进行理论分析,将探测器输出信号分为四个部分,并对各部分进行测量,得到常温和低温制冷条件下各信号成分以及等效噪声温差的变化规律,找到影响系统性能的关键因素,并给出提高系统信噪比的方案,为我国热红外高光谱系统的进一步发展与实用化提供参考。     

溶胶–凝胶法制备BNBT系陶瓷的热释电性能

研究了采用溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3(x=0,0.06,0.08)系(简称BNBT)无铅压电陶瓷的热释电性能。研究发现该工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷室温附近具有较强的热释电性,热释电系数P大大高于传统工艺制备的同种样品的性能。随着Ba离子浓度的增加,热释电系数P在x=0.06时达到最大,P为3.9104 Cm2·K1。溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷具有较大热释电系数,起因于该类材料压电性较强、退极化温度较低。     

宽温区热释电陶瓷的复合烧结法与性能研究

富锆型PZT陶瓷在室温附近发生低温铁电三方相到高温铁电三方相的相变(FRL-FRH)相变并产生很大的热释电系数,相变过程中介电常数和损耗变化很小,相变温区很窄,相变温度随锆钛比的不同而不同。该文选取锆钛比为95/5和93.5/6.5的Mn掺杂PZT材料进行复合烧结,以期展宽相变温区。实验结果表明,两种初始原料1 100℃预处理后按照质量比1∶1进行复合烧结,相变温区得到了有效的展宽,在19～43℃内热释电系数p大于6.3×10-8 C/(cm2.℃),探测率优值FD大于7.7×10-5 Pa-1/2。通过对热释电、介电和铁电性能的综合研究,发现复合烧结在优化PZT陶瓷热释电性能的同时优化了其介电和铁电性能。     

Bao—Tio2—Sio2玻璃陶瓷的介电压电和热电性

用在温度梯度场中析晶的方法制备了BaO—TiO_2—SiO_2系统的极性玻璃陶瓷。研究了它们的介电常数,热电系数,厚度伸缩振动机电耦合系数及其温度依赖性。研究表明,这些陶瓷可望成为一类重要的压电和热电材料。     

低温下铌酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性研究

在120～320K的温度范围内研究了锂酸锂钠陶瓷的热释电性与弹性,其热释电行为与弹性行为在低温区域内显著反常,表明该陶瓷存在低温铁电-铁电相变。观测到极化方向的热释电系数改变符号及热释电电荷随时间改变极性的现象,弹性变化与次级压电效应是相关的。     

新型热释电单晶材料与红外探测器的研究

主要阐述了当前热释电红外探测器的发展状况,并重点介绍了我国尤其是我们在新型热释电材料以及红外探测器方面的主要进展和成果。弛豫铁电单晶是一类具有优异压电性能的新型材料,同时我们发现该类晶体还具有优异的热释电性能。我们所生长的PMNT单晶的热释电系数超过15.3×10^-4cm^-2.K^-1,Mn-PMNT的介电损耗降至0.0005,探测优值达到40.2×10^-5Pa^-1/2,高居里温度点单晶PIMNT的居里温度达到180℃以上。与合作单位一起利用该类晶体研制的红外探测器的性能远优于利用传统热释电材料（如LiTaO₃）制作的探测器,其比探测率达到1.07×10⁹ cm·Hz^1/2/·W^-1,说明利用该新型弛豫铁电单晶制作的红外探测器具有广阔的应用前景。     

压电器件用KNN基无铅压电陶瓷的研究进展

(K, Na)NbO₃(KNN)基无铅压电陶瓷作为一种环境友好型材料,兼具较高的居里温度和可调控的相界结构,在压电器件领域展示出潜在的应用前景,引起了广泛关注和大量研究。对其物相组成、制备工艺、性能调控等方面的研究进展进行了评述,并重点介绍了其在压电器件领域的实际应用,最后对KNN及其在器件应用方面未来的研究和发展方向进行了总结展望。     

高温无铅压电材料研究进展

随着航空航天、石油化工等领域的快速发展以及可持续发展战略的实施,高温无铅压电材料的作用愈发重要。该文总结了具有高居里温度点无铅压电材料的研究进展,主要包括钙钛矿型的BiFeO₃基和BiAlO₃基陶瓷、铋层状陶瓷、钙钛矿层状结构陶瓷以及铌酸锂、硅酸镓镧和硼酸氧钙稀土等压电单晶。最后总结了目前高温无铅压电材料中存在的问题,并提出其发展方向。     

用微粉制备的钛酸钡陶瓷的低温热电性

本工作研究了用微粉制备的BaTiO_3陶瓷低温时的热电性,发现它具有异常的热电响应。     

热释电红外检测器研究探讨

热释电材料在吸收红外辐射后其温度会发生变化,从而产生极化.将其连接在电路中,则会有与温度变化率成比例的电信号产生.热释电红外检测器就是利用材料的热释电效应在红外光谱范围内检测物体吸收到的辐射能量的.根据形态,热释电材料分为体材料和薄膜材料.相比之下,后者具有体积比热小、灵敏度高、成本低和易于集成化的特性,因而其制备、性能和应用已成为热释电材料的研究方向.目前热释电红外检测器的研究已经取得了实用性的成果,如辐射计、测速计、测温计等实用设备或仪器的制作生产.随着研究的深入,具有广阔市场前景的热释电红外检测器将得到更为广泛的应用.     

MBi_4Ti_4O_(15)基陶瓷的研究现状与发展趋势

铋层状结构无铅铁电陶瓷具有良好的抗疲劳性能和较高的居里温度,在铁电存储以及高温压电器件方面具有广阔的应用前景。介绍了MBi4Ti4O15基铋层状陶瓷的结构特点,综述了微量元素掺杂、粉体制备方法和晶粒定向技术对该陶瓷铁电压电性能的影响。并展望了MBi4Ti4O15基铋层状无铅铁电陶瓷未来的发展趋势。