热释电探测器中噪声源的理论分析

本文分析了热释电探测器中的噪声源及其对探测器性能的限制作用。推导了一个修正的约翰森-尼奎斯关系式,使之适合于计算介质损耗噪声。本文得出如下结论:1)小电容响应元热释电探测器中,FET产生的介质损耗噪声是主要的噪声源;2)悬于真空中的自由支撑热释电探测器中有一个使NEP达极小值的最佳工作频率。     

电定标辐射计用的热释电探测器

根据电定标辐射计原理,提出了适用于电定标辐射计的LATGSAs探测器的设计和制作工艺,对可能出现的误差、探测器材料的选择及理论计算与实际性能的差异进行了讨论。研制的热释电探测器,其NEP为6.78×10~(-8)W。     

热释电探测器阵列

热释电探测器阵列能解决仪器设计方面的许多问题,很引人注意。象其它热释电探测器一样,可在室温工作,并且在紫外和远红外之间有均匀的光谱响应,这样就简化了对有不同波长或可变波长热源的测量。由于热释电探测器阵列的动态范围宽、线性度高和空间分辨率良     

热释电探测器的响应率分析

本文引进有效热导纳概念,改进了计算响应率的集总参数方法,使之获得接近热扩散方法的计算精度,从而简化了热释电探测器响应率的计算。本文还给出了对LiTaO_3和LATGS两种热释电探测器的计算结果并给出了LiTaO_3探测器实验结果。理论值与实验值符合得很好。     

P(VDF/TrFE)热释电探测器的研究

采用电晕极化和超低频电场极化两种方法极化偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物P(VDF/TrFE)73/27,发现制得的热释电探测器性能相似.计算了P(VDF/TrFE)73/27热释电探测器的介质损耗噪声,发现计算值与探测器噪声测量值符合得很好,从而得出P(VDF/TrFE)73/27热释电探测器噪声主要来源于P(VDF/TrFE)73/27介质损耗噪声.     

热释电探测器在线开关的研究及实现

本文论述了热释电探测器的工作原则，导出探测器电流响应度、电压响应度的解析表达式，介绍了热释电探测器的目前应用，提出并详细讨论了热释电探测器的在线开关应用及其实现方法。     

金属—介质—金属结构的热释电探测器的红外吸收

本文应用多层介质薄膜的特征矩阵理论,研究了具有金属-介质-金属结构的热释电探测器的红外吸收特性,着重计算了当热释电介质材料具有红外吸收时探测器结构的吸收率。指出,通过优化参数选择,可以采用上述结构制成快速响应的热释电探测器。     

铁电复合材料TGS—PVDF的介电和热释电性能的研究

制备了TGS-PVDF铁电复合材料,测量了该材料的介电常数、介质损耗和热释电系数,计算了该材料的热释电优值因子,并初步测试了由该材料制成的热释电探测器的性能。     

热释电探测器外电路的抗干扰设计

通过对激光光斑测量热释电探测器外电路的研究,结合热释电探测器的工作原理,深入分析了出现干扰的原因,并设计出热释电探测器的抗干扰外电路.试验验证了该电路既可以减少光热电转换中的干扰,又能够提高信号输出幅度和信噪比,从而提高了系统的测量精度.     

多层热释电薄膜红外探测器的PSPICE模型

在分析了热释电探测器工作原理的基础上,利用PSPICE的ABM功能建立了多层薄膜热释电红外探测器的等效电路模型。该模型可以模拟多层薄膜热释电探测器热学和电学特性的暧态响应和频率响应,模拟的结果与实验数据相一致,等效电路模型与读出电路连接,然后对热释电探测器系统进行模拟,分析不同条件下探测器的响应特性。选取不同的电路参数,该模型也同样适用于其他类型的热释电探测器。     

新型高准确度分光光度计的设计与测试

目前,干涉滤光片已广泛运用到辐射度学测量、光度学测量等领域,为保证其光谱透过率测量的高准确度,提出了采用基于DK242单色仪,入射、出射光路独立设计的全自动,单光路分光光度计,其测量部分采用了硅探测器与积分球组合的探测单元,提高了测量的准确度。装置的不确定度源包括波长定标、探测器均匀性、系统稳定性、光束移位等,装置整体不确定度达到8.78×10^-3,满足设计要求。     

高功率微波辐射场功率密度测量不确定度分析方法

辐射场测量是检验高功率微波系统输出指标的重要手段.随着高功率微波测量技术的发展,辐射场测量系统的稳定性和可靠性不断提高,作为完整测量结果重要组成部分的测量不确定度越来越受到关注.文章介绍了高功率微波辐射场功率密度测量方法及系统组成,建立了功率密度测量的数学模型,给出了高功率微波辐射场功率密度测量的主要不确定度来源.对检波器输入功率计算、接收天线有效面积校准、衰减环节校准及测量系统各环节连接失配等测量不确定度分量进行了分析,并给出了高功率微波辐射场功率密度测量不确定度的合成方法.本文给出的测量不确定度分析方法较为科学、操作性强,对完善高功率微波辐射场功率密度测量结果具有一定的指导意义.     

漫反射参照体双向反射比因子绝对测量研究

为提高漫反射参照体双向反射比因子（BRF）测量准确度,设计了漫反射参照体BRF绝对测量系统。该系统以积分球辐射源为照明光源,高精度陷阱(Trap)辐亮度计为探测器,通过对积分球辐射源辐亮度、漫反射参照体反射辐亮度和几何因子的测量,实现了漫反射参照体BRF绝对测量。结果分析表明,测量不确定度优于1％（k=2）,通过对630 nm波长下漫反射参照体BRF数值积分得到的方向－半球反射比因子（DHRF）比朔源到中国计量科学研究院的采用积分球方法得到的DHRF高0.57％,差别在二者测量不确定度范围之内,进而验证了BRF绝对测量的准确性。     

应用四杆靶图像测量热成像系统焦距

采用实验室中四杆靶红外目标源,使其成像在热成像系统自身的焦面探测器上,采用放大倍率法测量与计算出系统的焦距.由于热成像系统的探测器像元尺寸一般较CCD像元大,为了降低像元尺寸对测量精度的影响,根据误差理论,合理选择四杆靶目标,使其能够达到满意的测试精度.这种焦距测量方法,原理简单直接,测量范围大,对于热成像系统的检测与装调,有着很好的实际应用价值.文中详细分析了影响焦距测量不确定度的因素,焦距的测量扩展不确定度可达到U=0.4%.     

太赫兹探测器相对光谱响应校准技术

随着太赫兹探测技术的发展，精确测量太赫兹探测器的光谱响应变得越来越重要。分析了太赫兹探测器相对光谱响应的测量原理，搭建了一套太赫兹探测器相对光谱响应测量系统,对系统测量不确定度来源进行分析，选用太赫兹探测器对测量系统不确定度进行验证。通过分析实验数据可知，在1~10 THz范围内，系统的扩展不确定度为9.2%，可以满足目前太赫兹探测器相对光谱响应测量的需求。     

基于逐点扫描的探测器阵列靶标定系统

为分析激光发射系统的性能,需要测量激光光斑的绝对功率密度时空分布,探测器阵列靶是有效手段之一。为实现定量分析,需要对探测器阵列靶进行标定。探测器阵列靶单元数多,标定难度大,设计有效的标定系统十分重要。设计了一种新的标定系统,该系统采用逐点扫描的方式,具有适用性广、成本低、精度高等特点。并以某项目为例对标定系统的测量不确定度进行了测试分析,结果表明:可见光波段的测量不确定度为2.99%,近红外波段的测量不确定度为3.62%,中红外波段的测量不确定度为6.17%.该标定系统是探测器阵列靶标定的有效手段,值得借鉴。     

基于可调谐激光器的太阳光谱辐照度仪定标方法

太阳光谱辐照度仪是利用棱镜分光技术对太阳直射辐射进行连续光谱测量的新型仪器,为了实现高精度观测要求,开展了基于可调谐激光器的系统级定标方法研究。使用激光导入积分球产生的均匀辐照度场作为定标光源,利用标准辐照度探测器作为传递标准,将低温绝对辐射计的辐射标准传递到太阳光谱辐照度仪。在仪器的870 nm波段进行了定标实验,与标准灯法、Langley法得到的定标系数进行比对,偏差分别为2.84%和4.08%,验证了该方法的可行性。根据不确定度评估规范,这种定标方法的不确定度优于0.882%,可以用于高精度的太阳光谱辐射观测。     

蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片,室温下样片迁移率达10 289 cm2/（Vs）。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后,天线S11参数为-40 dB,电压驻波比（VSWR）为1.15,增益可达6 dB,并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试,测试结果表明,室温下器件噪声等效功率（NEP）为40 nW/Hz1/2,探测响应度46 V/W,器件响应时间优于330 s。     

狭缝光阑面积高精度测量技术

为了达到在0.4 ? 1.0 ?m波段实现绝对不确定度0.05%以内、相对稳定性0.03%/年的太阳绝对光谱辐照度观测,在太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中,入射狭缝光阑的面积需要实现高精度的测量。设计了激光扫描法和通量比较法相结合的测量方法。测量中以激光-积分球系统作为光源,用高精度Trap探测器接收信号,无需基准光阑,同时突破了激光扫描法测量中对小尺度光阑的限制。对标称为7 mm×0.1 mm光阑面积的测量中,相对不确定度为4.5× 10-4。     

A Novel CMOS Multi-band THz Detector with Embedded Ring Antenna

To overcome the large chip area occupation for the traditional terahertz multi-frequency detector by using the antenna elements in a different frequency, a novel structure for a multi-frequency detector is proposed and studied. Based on the ring antenna detector, an embedded multi-ring antenna with multi-port is proposed for the multi-frequency detector. A single-ring and dual-ring detectors are analyzed and designed in 0.18 μ m CMOS. For the single-ring detector, the best responsivity and NEP is 701 V/W and 261 pW/Hz^0.5 at the frequency of 290 GHz. For the dual-ring detector, the best responsivity is 367 V/W and 297 V/W, NEP is 578 pW/Hz^0.5 and 713pW/Hz^0.5, at the frequency of 600 GHz and 806 GHz, respectively. This embedded multi-ring detector has a simple structure which can be expanded easily in a compact size.