铁电型非制冷红外焦平面探测器的斩波器设计

从铁电型非制冷红外焦平面探测器的工作要求和阿基米德螺旋线的定义出发,通过分析阿基米德螺旋线的物理意义,导出了确定多调制周期斩波器叶片形状的设计公式,给出了斩波器与探测器的大致位置关系,解决了斩波器设计的核心问题,对非制冷红外成像技术尤其是微扫描技术的发展具有重要意义.     

铁电型非制冷红外焦平面探测器的调制器设计

从铁电型非制冷红外焦平面探测器逐行读出的工作机理和阿基米德螺旋线的定义出发,导出了多调制周期调制器叶片形状的设计公式,给出了调制器与探测器位置关系的设计实例,解决了调制器设计的核心问题.     

国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展

非制冷红外焦平面阵列探测器是目前发展最为迅速的红外探测器种类之一,并已广泛渗透到军事和民事应用中.本文重点阐述几种国外具有代表性的非制冷红外焦平面探测器的现状及其发展趋势.     

应用于红外成像导引头的非制冷焦平面探测器

随着非制冷探测器技术的迅猛发展,中大规模、高灵敏度的非制冷焦平面器件实现工程化应用.使用非制冷焦平面器件的红外成像导引头具有效费比高、结构紧凑、易维护等优点,已成为红外成像导引头的重要成员之一.介绍了国内外几款采用非制冷红外成像导引头的反坦克导弹、精确攻击导弹、精确炸弹、反舰导弹,以及所使用的非制冷焦平面器件的性能参数,总结了用于红外成像制导系统的非制冷焦平面器件的特点及发展趋势.     

共用桥腿式高性能非制冷红外焦平面探测器研究

研制出一种新型微桥结构的氧化钒非制冷红外焦平面探测器。该微桥结构采用列相邻像素共用桥腿的方式,极大地增加了桥腿长度,减小热导,能有效提高像元响应率并降低噪声等效温差（NETD）。同时该微桥结构采用双层工艺,增加桥面及氧化钒面积,提升填充率,进一步提升探测器性能。探测器器件阵列采用384×288,像素为12 μm,读出电路采用逐行积分、逐列输出模式,封装方式采用高可靠性的金属真空封装。测试结果表明,探测器的NETD不大于15 mK,响应率大于44 mV/K。其性能指标可以满足民用、军用等领域的应用需求。     

非制冷红外焦平面探测器噪声的频域分析

传统3D 噪声模型将噪声分解为8个部分,使复杂的噪声现象变得容易理解,然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分,并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序,同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型,对理解红外探测器噪声特性、产生机理,及有针对性地进行噪声处理指明了方向。     

非制冷红外探测器领域专利申请脉络分析

红外探测器是能对外界红外光辐射产生响应的光电传感器,是红外系统的核心,在军事和民用领域都有广泛的应用前景,也是目前传感器领域发展的重点之一。本文关注非制冷红外探测器的技术发展,并重点评述了以非晶硅和氧化钒为热敏材料的非制冷红外探测器在专利申请方面的进展与发展趋势。     

320×240混合式非制冷红外焦平面探测器芯片工艺研究

热释电非制冷红外探测器具有成本低廉、无需制冷等优异特点,在红外探测和红外成像领域占有极其重要的地位.从热释电非制冷焦平面探测器的晶片制备、红外吸收结构设计、倒装互连等关键工艺的研究进行了阐述,其研究试验最终实现了320×240的成像演示.     

非制冷焦平面红外探测器的双波段成像理论

本文研究了热电型非制冷焦平面红外探测器在4状态斩波调制下的信号响应,从理论上得到了响应信号的变化,数值模拟分析表明,响应信号的变化可以反映出景物入射辐射在双波段的差异,由此可望通过单一非制冷钛酸锶钡(Ba_xSr_1-xTiO₃,BST)焦平面探测器,实现获取景物双波段信息的热成像系统.     

热释电型非制冷焦平面热像仪调制斩波器的分析——斩波器与信号读出模式

对阿基米德斩波器及其工作状态进行了模拟，分析了探测器像元的曝光时间、曝光顺序、信号读出及其对后续信号均匀性处理的影响．结果表明：探测器曝光的非均匀性与信号读出模式直接影响后续信号的均匀性处理，阿基米德螺旋线的参数、探测器几何尺寸、斩波器与探测器的相对位置等均影响探测器的曝光顺序和电荷均匀性．在热成像系统总体设计以及电子处理系统设计时，必须综合考虑斩波器各参数的影响。     

热释电型非制冷焦平面热像仪调制斩波器的分析--斩波器的曝光效率

对阿基米德螺旋线调制斩波器的曝光效率进行了理论分析和数值模拟,得到斩波器曝光效率对后续信号处理的影响．曝光效率直接影响后续探测器单元的曝光时间及入射辐射信号,与探测器信号读出时刻共同影响探测器有效积累电荷的均匀性;同时应在斩波器中增加调制同步定位点,可使热像仪适宜不同曝光效率的斩波器．在热成像系统设计以及电子处理系统设计时,必须综合考虑斩波器曝光效率的影响．     

非制冷长波红外焦平面列阵现状

文章介绍了非制冷测辐射热计和铁电陶瓷焦平面列阵的现状，包含8万个非制冷氧化钒红外探测器的焦平面列阵已制成热像仪，系统的噪声等效温差（NETD）为0．04℃，不需要制冷和机械调制入射辐射。多晶硅热敏电阻和硅p－n结温差电堆焦平面列阵的研究工作取得了进展，用溅射和化学汽相淀积技术已制成128×128元硅薄膜测辐射热计焦平面列阵，单元探测器的探测率为1×109cmHzW－1；128×128元温差电堆焦平面列阵的NETD为0．5℃。利用热释电效应和介电常数温度变化的铁电陶瓷焦平面列阵制成的热像仪，NETD已达到0．047℃。     

非制冷红外微测辐射热计的研制

采用多晶硅薄膜材料作为热敏电阻材料，以普通的ＩＣ工艺及微机械加工技术研制成功了在室温下工作的红外微测辐射热计，其多晶硅电阻温度系数为－２％℃－１，探测率Ｄ＊达２×１０８ｃｍ·Ｈｚ１／２·Ｗ－１．     

128元非致冷氧化钒红外探测器的制作

采用新工艺在氮化硅衬底上制备了室温时电阻温度系数为 - 0 .0 2 1K-1的氧化钒薄膜 ,以此为基础 ,利用光刻和反应离子刻蚀工艺在硅衬底上制作了 12 8元氧化钒红外探测器 .为了降低探测器敏感元与衬底间的热导 ,设计制作了自支撑的微桥结构阵列 .测试结果显示探测器的响应率和探测率在 8～ 12 μm的长波红外波段处分别达到10 4V/W和 2× 10 8cmHz1/ 2 W-1.     

非致冷红外探测器用氧化钒多晶薄膜的制备

采用离子束溅射镀膜和氧化工艺在Si(110)和石英衬底上制备了用于非致冷红外探测器阵列热敏材料的混合相氧化钒多晶薄膜．扫描电子显微镜(SEM)照片显示：薄膜表面呈针状晶粒状,而且薄膜表面光滑、致密,均匀性好．测试结果表明：氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在20℃分别为50KΩ和-0.021K^-1。     

微悬臂梁非致冷红外探测器的研制

介绍了一种基于标准硅工艺的微悬臂梁非致冷红外探测器的设计和制作.由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下温度升高并发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况.利用外部测试设备对单元探测器进行测试表明,该微悬臂梁对红外辐射有很高的响应.     

一种应用于红外焦平面阵列的运放结构

红外焦平面读出阵列被广泛应用于军事,医学等各项领域,而作为读出电路核心的运算放大器,它的性能直接决定了整个读出电路的各方面性能.详细分析了一种应用于采用直接注入电路的红外焦平面阵列读出结构的运算放大器,包括它的设计过程和功能结构,并在Spectra下进行仿真,给出了仿真结果,运放增益达到61 dB,相位裕度为61°,输入共模范围0～3.65 V.     

热释电系数自动测量系统研制

采用计算机控制和数据采集及处理技术，建立了一套热释电系数自动测量系统．实验结果表明，该系统不仅测试精度高，而且使用方便