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.     

激光损伤非制冷微测辐射热计的实验研究

在市场需求驱动下,非制冷红外测辐射热计阵列在多个领域正逐步应用,对其激光干扰的研究也被提上了日程.本文以多晶硅探测器为例,结合非制冷微测辐射热计阵列的构造和工作原理,分析了激光辐照作用下的温度响应;通过10.6?m连续激光的辐照实验,得到了像元阵列进入不同损伤状态对应的激光功率范围,分析了激光损伤的热效应机制,指出干扰...     

非制冷微测辐射热计的特性参数

描述了非制微测辐射热计的电热效应,推导了响应率、噪声、噪声等效功率、噪声等效温差、探测率等特性参数的计算公式,结果表明,电热效应是影响微测辐射热计性能的关键因素之一。     

测辐射热计列阵实现非制冷红外摄像

介绍了非制冷测辐射热计红外焦平面列阵器件的原理、设计、工艺、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     

非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸，进行了有限元建模与分析，寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案，指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素，并对其进行了理论分析，给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性。     

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。     

非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸,进行了有限元建模与分析,寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案,指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素,并对其进行了理论分析,给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性。     

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．     

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.     

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.     

双材料微梁阵列非制冷红外成像系统——微梁阵列的设计与制作

给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件--双材料微悬臂梁阵列的设计和制作.微梁阵列是无硅基底的SiNx/Au双材料单层膜结构,其制作工艺简单、可以直接放在空气中成像.实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-bit CCD,得到120℃以上的物体热像,噪声等效温度差(NETD)为7K左右,实验结果与热机械模型预测结果一致.     

非制冷铁电混合式红外焦平面探测器

介绍了国内非制冷铁电混合式红外焦平面探测器的最新研究进展,给出器件所采用的铁电材料的基本物理和电学特性参数、器件的热隔离技术和相应参数、读出电路的基本结构和性能,详细讨论了影响性能的关键参数和工艺,最后对试验结果进行了分析.     

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.     

基于CMOS工艺的横向多晶硅p^＋p^-n^＋结红外微测辐射热计

基于多晶硅p-n结正向压降的温度特性,应用标准CMOS工艺,结合体硅微机械加工技术,研制成功非制冷红外微测辐射热计.本文详细分析了横向多晶硅p+p-n+结的温度特性,给出了正向压降温度变化率的理论表达式和实验测量值;并描述了微测辐射热计的设计思路和制作工艺.实验结果表明在室温(284～253K)附近,横向多晶硅p+p-n+结正向压降的温度变化率为1.5mV/K;在3～5μm红外波段,微测辐射热计的电压响应率为5.7×103V/W,黑体探测率D*为1.2×108cm.Hz1/2.W-1.     

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/□ .     

微辐射热计的光学与热学设计

针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计，分析了Si02红外吸收层／poly-Si热敏感薄膜电阻层／Si02支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性，研究了Si02红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响。与常规设计思想不同的是，没有假设微辐射热计的平均红外吸收率一定，而将不同厚度的Si02红外吸收层所对应的膜系平均红外吸收率用于微桥的热学设计中，通过有限元分析软件ANSYS5。7，得到Si02红外吸收层的最佳厚度，并对微桥支撑臂进行了优化设计。