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.     

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.     

非制冷红外热成像系统图像算法评估技术

非制冷焦平面的非均匀性和噪声是限制非制冷红外热成像系统性能的主要因素,图像处理是非制冷红外热成像系统的关键技术之一.研制了非制冷红外热成像系统的图像算法评估系统,系统由高温黑体、低温黑体、红外光学系统、焦平面驱动电路、热电温控电路、信号处理系统、计算机和评估软件等构成,利用该系统可以将微测辐射热计非制冷红外焦平面各像元的输出信号数字化后传输给计算机,实现对焦平面的非均匀测试,同时可以通过软件对各种图像处理算法的效果进行分析和评估,为非制冷红外热成像的图像处理算法的选择提供依据,文中给出了实验结果.     

非制冷红外焦平面非均匀性测试技术研究

非制冷焦平面的非均匀性和噪声是限制非制冷红外热成像系统性能的主要因素.研制了非制冷红外焦平面的非均匀性测试系统,系统由黑体、红外光学系统、焦平面驱动电路、热电温控电路、信号处理系统、计算机和测试软件等构成,利用该系统可以将微测辐射热计非制冷红外焦平面各像元的输出信号数字化后传输给计算机,实现对焦平面的非均匀性测试和盲元统计,并给出了实验结果.     

激光辐照非制冷微测辐射热计的理论研究

为了研究非制冷微测辐射热计的激光损伤阈值，根据非制冷微测辐射热计的构造和成像原理，分析了像元温度响应机制，推导出了零偏置下和单次偏置时间内像元受到激光辐照的温度增量计算公式；建立了激光辐照非制冷微测辐射热计的有限元分析模型，结合实际工作条件加载热源载荷进行仿真，模拟了激光造成软损伤的过程。结果表明，激光软损伤阈值可按照零偏置条件下像元温度响应的公式近似计算，其对应的温度偏差不大于3%。该研究为激光压制干扰红外成像系统的损伤阈值计算提供了参考。     

非制冷微测辐射热计探测器工作温度特性研究

根据非制冷红外热成像技术的基本原理,通过对α-Si微测辐射热计探测器响应性能及功耗特性的分析,得到了探测器噪声等效温差NETD、探测率及功耗与工作温度之间的关系.提出了在环境温度变化范围较大的情况下改善探测器低温环境工作性能的方法——采用多个工作温度点.并对探测器采用0℃和30℃双工作温度点工作进行了实验,实验结果表明,该方法切实有效,可以显著扩展非制冷微侧辐射热计探测器的环境温度适用范围.     

非制冷色散式成像光谱仪辐射传递模型

根据接收信号信噪比,研究了基于非制冷微测辐射热计阵列构造色散式成像光谱仪的可行性.综合考虑目标红外辐射特性、大气传输透过率、仪器接收孔径、色散式光谱仪辐射传递特性、红外阵列探测器参数、数据链传输等环节,建立了完善的色散式长波红外成像光谱仪辐射能量传递模型.选用典型地物红外发射率数据,非制冷微测辐射热计红外焦平面阵列参数,利用低分辨率大气辐射传输计算软件LOWTRAN生成大气红外透过率曲线,依据传递模型,计算了以非制冷微测辐射热计阵列为探测器的色散式长波红外成像光谱仪可达到的光谱分辨率,验证了依据非制冷红外探测器构建小型红外成像光谱遥感器的潜力.     

非致冷测辐射热计红外焦平面阵列

非致冷测辐射热计以其高性能和低价格 ,成为红外热成像技术新的研究热点。焦平面设计为桥式结构 ,器件制作采用微机械加工技术。文章介绍了该器件的设计、制作、性能和应用。     

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。     

基于氧化钒热敏特性的太赫兹探测器

采用氧化钒(VOX)薄膜作为热敏层的非制冷红外微测辐射热计在红外探测方面已取得很大成功,而当将其用于波长更长的远红外太赫兹(THz)波探测时其中存在的不足就会体现出来。介绍了基于微测辐射热计设计的 THz 探测器所需的 THz 波吸收材料、VOX热敏材料及信号读出电路应满足的基本要求,为研制 THz 波探测器提供了必要参考,并给出已研制成功的 VOX热敏薄膜材料的部分性能实验结果。     

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     

基于双材料悬臂梁结构的非制冷红外成像系统

报道了一种利用MEMS技术制备 ,基于双材料悬臂梁结构的非制冷红外焦平面阵列 (FPA)并配有可见光读出部分的红外成像系统 ,可以在 8～ 14 μm光谱区得到成像。基于该结构的非制冷红外成像系统利用的是光力学效应原理。我们采用MEMS表面硅工艺制备FPA ,深入研究了双材料悬臂梁结构成像系统的基本原理 ,工艺制备难点和响应结果     

赴向21世纪的非制冷热成像技术

非制冷热成像技术是一门高新技术,近年来发展特别迅速,其主要特点是体积小、质量轻、成本低、可靠性高、用途广,因而引起世界各国的高度重视,并促进了其进一步发展。文中简要介绍了非制冷热成像技术的特点和应用范围,概述了美国、英国、日本等国家的发展现状,展望了２１世纪非制冷热成像技术的发展前景。     

非制冷红外成像数字组件的关键设计

近几年随着热成像技术的快速发展。实用化、低成本、高可靠的非制冷焦平面阵列红外探测器应用研发已成为热成像领域最令人关注的焦点之一。并有大量应用产品问世。本文以法国SOFRADIR公司8—12μm非制冷焦平面探测器IDML073-XX-V3为原型。采用DSP、FPGA、探测器的数字驱动和控制等大量新技术实现了红外实时成像。论述了非制冷焦平面探测器技术指标、控制信号以及成像总体技术和实现方法。并重点说明了DSP和FPGA数字信号处理电路的功能和设计方法。以及探测器数字温控原理。该组件结构紧凑、成像清晰、性能稳定,并能满足工业级的使用要求。     

磁控溅射纳米VO_2（B相）热敏薄膜的制备

利用磁控反应溅射镀膜方法在低温（250℃）条件下制备了主要成分为B相亚稳态二氧化钒（VO2）的薄膜材料。电学性能测试表明：室温下该薄膜的方块电阻为50kΩ左右,电阻温度系数为-2.4%/K,可以作为非致冷红外微测热辐射热计的热敏材料。     

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。     

非制冷红外热成像技术的发展与现状

非制冷红外焦平面技术在过去的几年内飞速发展,非制冷焦平面由原来的小规模,发展到中、大规模320×240和640×480阵列,在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列。像素尺寸也由50μm减小到25μm,提高了焦平面的灵敏度,使非制冷红外热成像系统在军事领域得到了成功应用,部分型号已经装备于部队,并受到好评。今后,随着焦平面阵列规模的不断增大、像素尺寸的进一步减小,非制冷热成像系统在军事领域的应用将越来越广泛,尤其在轻武器瞄具、驾驶员视力增强器、手持式便携热像仪等轻武器方面,非制冷热成像系统在近年内有望逐步取代价格高、可靠性差、体积大等笨重的制冷型热成像系统。