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。     

非致冷微测辐射热计红外焦平面阵列发展现状

综述了非致冷微测辐射热计红外焦平面阵列的发展现状。     

非制冷微测辐射热计的热学设计与分析

电压灵敏度和热时间常数为表征微测辐射热计热性能的两个重要参数,热绝缘结构尺寸是决定性能参数的首要因素。首先采用解析法计算,并分析了这两个性能参数随结构尺寸改变的规律,确定一组能兼顾电压灵敏度及热时间常数的结构尺寸优化值,再利用有限元分析法对此优化结果加以模拟和验证,为下一步微测辐射热计的研制提供了可靠的理论依据。     

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。     

VO_x微测辐射热计的研制

文中讨论了影响非制冷微测辐射热计的主要因素 ,介绍了器件中结构设计和材料的选取 ,给出了工艺过程和器件的测试结果     

VOx微测辐射热汁的研制

文中讨论了影响非制冷微测辐射热计的主要因素,介绍了器件中结构设计和材料的选取,给出了工艺过程和器件的测试结果。     

用于10mm 微测辐射热计的红外光学天线设计

微测辐射热计利用热敏电阻对温度的敏感特性来实现红外探测,将光学天线场局域的能力应用于微测辐射热计,可以集中入射能量至热敏电阻,提高电阻的温度响应。基于这一思想设计了一种工作在红外波段的改进型蝶形光学天线,其中心场强最高可增强83 倍。采用了多物理分析方法,结合两种常用的热敏材料(铝和氧化钒)对耦合结构的电磁特性和热学特性进行了分析。结果显示,在1000 W/m² 的入射功率密度下,铝温升可达1.85 mK,氧化钒温升0.85 mK,与同类工作相比温度响应增强了数倍。该改进型蝶形光学天线可用于微测辐射热计提升红外探测效率,在高密度红外成像器件应用中发挥作用。     

微测辐射热计焦平面阵列CMOS读出技术研究

非致冷微测辐射热计探测器以其低价格，高可靠性和高性能能成为热像仪的首选。制作在硅衬底中的读出电路的设计直接影响到整个系统的性能。按读出方式来分，测辐射热计集成读出电路（ROIC）可分为顺序存取读出电路和随机存取读出电路，本文介绍了测辐射热计读出电路的设计原理。分别对两种读出方式作了分析，重点研究了顺序存取读出电路中的移位寄存器，提出了解决延迟的切实可行的方案。     

微测辐射热计的优化设计

针对典型的50 μm×50 μm双层微桥结构的微测辐射热计单元的设计,分析了其红外吸收性能、热性能、力学支撑性能及相互间的折衷关系,指出微桥桥面的夹层结构的各层膜厚选取和桥腿宽度的选取是兼顾红外吸收和热、力性能的关键因素.以Si3N4/VOx/ Si3N4膜系为例对微桥进行了优化设计,获得了理论上最佳的夹层结构膜厚和桥腿宽度,得到时间常数20 ms和8-14 μm波段有80 %以上红外吸收率.     

微测辐射热计的红外热响应模拟

利用有限元法对微桥结构的测辐射热计进行了二维热模拟.定量地分析了探测单元的大小尺寸、支撑层的厚度,支撑臂的长度和宽度、引线材料的选取等对微测辐射热计探测单元在红外辐射下温度的变化和热响应的快慢情况.评估了真空封装对微测辐射热计红外响应的影响.同时作为比较对平板空腔结构的红外探测器也进行了分析.     

非致冷红外微测辐射热计的自热效应分析及重要参数测定

在考虑器件自热效应的情况下,对微测辐射热计的性能进行了深入地理论分析,应用了微测辐射热计的有效热导Ｇｅｆｆ概念,得出对于一定的热导的器件,存在着最佳工作偏置电流Ｉ０ｏｐｔ这一重要结论,并找到一种通过电学测量确定微测辐射热计有效热导Ｇｅｆｆ和有效时间常数τｅｆｆ的方法．试验结果与理论分析符合．     

适于红外双色探测的光学系统

设计了适于红外双色探测器的光学系统．该系统在两个波段内同时较好的满足了像差校正．波前差小于1／4波长，光学传递函数接近衍射极限．该系统透射比高，设计结构紧凑，片数小.降低了对工艺水平的要求．     

微测热辐射计氧化钒薄膜工艺研究

用射频磁控反应溅射在石英玻璃和硅片上沉积氧化钒薄膜 .利用X射线衍射 ,X射线光电子谱 ,原子力显微镜 ,分光光度计和电阻测量手段对沉积薄膜结构、形貌和性能进行了测试 .结果表明 ,沉积薄膜的电阻温度系数大于 1.8% /℃ ,方块电阻为 2 2± 5kΩ/□ .     

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.     

磁光存储多层膜系统的光学与热分析方法

采用光学转移矩阵法计算激光照射下磁光存储多层膜的磁光及光学响应，光强分布及焦耳热损失分布，再用有限元方法求解在这种多层膜中的热传导方程，从而得到激光照射下多层膜系统中的温度场分布，这种方法可用于磁光光盘的光学与热学设计。     

基于自适应渺茫皮的焦平面非均匀校地的研究

根据最小二乘原理和回归模型设计出消除噪声的自适应滤波器,以消除图像的噪声。提出采用基于多项式的红外焦平面非均匀校正方法,讨论分析了实现该方法的算法,最后对图像校正效果进行了分析。     

数学形态变换的光学实时实现及其应用

基于多焦点透镜的成像关系和光学实时器件,提出一种紧凑的非相干光学处理系统以实现实时数学形态变换.用光学方法实现了形态学中膨胀、腐蚀、开和闭等基本运算,并用这套光学系统对具有胡椒盐(Pepper and salt)噪声的输入图像进行处理,得到无噪声干扰的图像输出,还给出了指纹经过系统骨架化的实验结果.     

气动热环境下高速飞行器光学窗口光传输数值仿真研究

处在气动热环境中的光学窗口由于热传导和热应力等效应导致窗口材料外形和光学性质的变化,进而影响来自目标的红外辐射光线的传输,使目标图像产生模糊、抖动、偏移和能量衰减,给红外成像带来不利影响.以红外成像在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了光学窗口光传输效应理论计算基本方法的分析,介绍了建立的数学模型和仿真软件,最后给出了典型状态下的计算结果.