塑料薄膜衬底上复合敏感膜热释电传感器的制备

将Sol-Gel法制备的掺钙钛酸镧铅纳米粉粒(PCLT)与聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE)均匀复合,作为热释电传感器的敏感膜,比同样制备条件的纯聚偏氟乙烯-三氟乙烯膜的探测优值高约22.4%。并以沉积有35nmITO薄膜的廉价PET塑料为衬底,用旋转涂膜法沉积PCLT/P(VDF-TrFE)复合敏感膜,用Ni-Cr薄膜作上电极,制备了PCLT/P(VDF-TrFE)/PET热释电传感器。PET塑料可有效降低热释电元件的热导,下电极ITO可反射红外辐射,明显提高了传感器的电压响应和降低热释电元件的热噪声。测试结果表明,PCLT/P(VDF-TrFE)/PET热释电传感器的探测率达到3.4×107cmHz1/2W-1,比同样制备条件的体硅衬底传感器高2个数量级以上。     

热释电薄膜单片式非致冷红外焦平面阵列的研究

采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)技术,在Pt/Ti/SiO2/Si3N4/SiO2/Si基片上研制出具有优良热释电性能的BST,PLT和PZT铁电薄膜,它们是制备单片式非致冷红外焦平面阵列的优选探测材料。解决了制备热释电薄膜单片式非致冷红外焦平面阵列的关键技术,成功研制出8元、9元、10元线列和8×8元阵列,器件电压响应率(RV)达8.6×103V/W。     

PZT热释电红外探测器

讨论了锆太酸铅(PZT)热释电材料的选择原则,介绍了Zr/Ti为94/6的PZT热释电陶瓷材料的制作,并以此材料为敏感元制作成PZT红外探测器。对其基本结构、制作时存在的问题进行了研究。所制作的探测器D(500K,10Hz) 为5.7×10~8cmhz~(?)/W不仅可用于一般的热辐射探测,还可用于强辐射(如激光)的测量。     

自支撑P(VDF-TrFE)红外探测器

本文中制备了具有自支撑绝热结构的Al/P(VDF/TrFE)/NiCr红外探测器单元,其中NiCr半透明膜作为探测器的上电极和吸收层。实验结果表明：P(VDF/TrFE)薄膜具有很好的铁电性和热释电性,其铁电剩余极化强度和热释电系数分别为7.1 μC/cm2 和27 μC/m2K;探测器单元在500 K温度下的电压响应率和探测率分别为4436 V/W和3.3×108 cmHz1/2W-1;通过对电压响应率随频率变化的实验数据进行拟合,得到探测器单位面积的热导和吸收率分别为2.6×10-3 W/cm2K 和0.1;利用P(VDF-TrFE)探测器单元可对目标物体实现热成像。     

动态热释电传感器网络目标跟踪技术研究

提出了一种动态热释电红外辐射传感器网络的目 标 跟踪方法,使热释电传感器在运动状态下进行目标探测,通过采集、分析 动态热释电传感器输出的信号特征可得到目标的角度信息;使用传感器网络目标定位数 学模型, 对多个节点的信息进行融合即可实现运动目标的定位及跟踪,并有效解决了热释电 探测距离及探测角度的矛盾问题。实验表明,所提方法可在大范围对目标进行定时监控及自 主跟踪,在探测范围及灵敏度、定位精度 等方面具有很大优势。     

新型热释电材料及其在高性能红外探测器中的应用

采用改进的Bridgman法生长出了大尺寸高质量的Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PMNT)单晶,并发现了PMNT单晶具有非常大的热释电响应。为探索高性能的热释电材料,提高现有红外探测器的性能,对PMN-PT的热释电性能、及其在红外探测器中的应用进行了系统的研究。研究表明：PMNT单晶具有优异的热释电性能,其综合性能优于传统的热释电材料。用PMNT单晶制备出了的红外探测器,电压响应率和比探测率分别为Rv = 211 V/W,D* = 1.06×108 cm·Hz^1/2·W^-1,器件性能能够基本满足使用要求,同时也表明PMNT单晶有望在高性能的红外探测及成像器件中得到实际应用。     

动态下红外热释电传感器的目标定位方法

为了提高热释电传感器的探测灵敏度,拓宽其传统使用范围,提出了一种动态下热释电传感器发现人体目标并测向测距的新型使用方法。该方法大大扩展了热释电传感器的探测范围,根据波形能准确判定目标的方向,利用经验值推断出人体的目标距离。该系统采用热释电红外传感器作为探测器,创新运用红外透镜代替传统用法中的菲涅耳透镜,在步进电机的匀速带动下,单片机记录测量区域的原始红外波形(在环境基本不变且没有目标进入的情况下,波形具有一定规律且基本保持不变);目标进入测量区域内时将引起原始规律变化,单片机利用帧间差分法求出变化的波形,判断目标有无及方向、距离等结果。与热释电传感器的传统使用方法相比,该方法具有反应迅速、探测灵敏、探测范围大、可测向测距等新特点,大大拓宽了热释电传感器的使用范围,进一步提升了其在安防和智能家居系统中的应用。     

新型热释电单晶材料与红外探测器的研究

主要阐述了当前热释电红外探测器的发展状况,并重点介绍了我国尤其是我们在新型热释电材料以及红外探测器方面的主要进展和成果。弛豫铁电单晶是一类具有优异压电性能的新型材料,同时我们发现该类晶体还具有优异的热释电性能。我们所生长的PMNT单晶的热释电系数超过15.3×10^-4cm^-2.K^-1,Mn-PMNT的介电损耗降至0.0005,探测优值达到40.2×10^-5Pa^-1/2,高居里温度点单晶PIMNT的居里温度达到180℃以上。与合作单位一起利用该类晶体研制的红外探测器的性能远优于利用传统热释电材料（如LiTaO₃）制作的探测器,其比探测率达到1.07×10⁹ cm·Hz^1/2/·W^-1,说明利用该新型弛豫铁电单晶制作的红外探测器具有广阔的应用前景。     

基于热释电红外传感器防盗系统的设计

利用热释电红外传感器的红外辐射与红外探测的原理,设计了一种基于红外传感器无线遥控家庭防盗系统,该系统包括无线语音发射和接收模块、信号采集与信号处理模块、信号输出和报警模块组成,当非法人员进入后,红外传感器接收红外辐射能转换成为电信号,经经放大滤波、A/D转换输入单片机,经单片机加工处理,驱动报警装置并利用无线发射语音电路向用户发射报警信号从而达到防盗的目的,基于热释电红外传感器的家庭防盗报警系统,抗干扰能力强、灵敏度比较高、使用方便、实用性强,具有较好的应用价值.     

一种新颖的基于MEMS技术的光读出热成像系统性能分析与制作

提出了一种新颖的光读出红外热成像系统设计 .该系统利用光学读出技术将红外图像直接转化为可见光图像 ,其核心部件是一个基于微电子机械技术 (MEMS)制作的法布里 泊罗 (Fabry Perot)微腔红外探测器列阵 (F PMCIRDA) .通过对Au/SiNx双材料体系的理论分析 ,得出了可动微镜的最大热 机械灵敏度、机械 光灵敏度及其温度响应分别为 6 .4 7× 10 -9m/K、1.5 3× 10 8m-1、2 .0 5× 10 -4.对系统噪声分析表明 :在目前的设计中 ,系统的噪声等效温差 (NETD)为 5 .1K ,而其极限值有望达到 5 8mK .采用体硅MEMS工艺 ,制作出了 5 0× 5 0的Fabry Perot微腔列阵 .实验表明 ,在红外辐射作用下 ,可动微镜有明显的位移 ,验证了工作原理     

村田研制表面贴装热释电红外传感器

以前，用于探测人体的热释电红外传感器，由于没有表面贴装型传感器，因此只能向有限的市场拓展。这次，通过运用村田制作所独家的封装工艺和开发新型热释电陶瓷材料，针对无铅焊接回流的表面贴装型的热释电红外传感器实现了比以前更高精度的探测，使得向家电、手机、游戏机等各种市场的拓展成了可能。     

热释电非制冷红外焦平面现状及发展趋势

一维和二维阵列的热释电非制冷红外焦平面非常适合应用于热成像.混合式的BST铁电探测器降低了成本,市场潜力巨大.分析了热释电非制冷红外焦平面阵列探测技术的优势,介绍了热释电非制冷红外探测器工作原理及热释电非制冷红外焦平面阵列对探测材料的要求,指出了混合式及单片式热释电非制冷红外焦平面阵列发展趋势.制备高一致性和高性能的大阵列的探测元是发展非制冷红外焦平面的关键,针对我国在热释电非制冷红外焦平面阵列研究方面存在的问题,提出了下一步研究的方向及重点.     

基于热释电红外传感器的防盗报警系统优化设计

文章设计了基于热释电红外传感器的防盗报警系统,从硬件电路方面对热释电红外传感器的前置放大电路进行优化设计,提高了热释电红外传感器的感应信号和增益,期待实现提高防盗报警电路的响应速度、灵敏度和抗干扰性,更好地应用于智能建筑系统的防盗报警系统中。     

热释电列阵混成热象传感器进展

室温下工作的热释电混成热象传感器的研制工作最近已取得了明显进展。采用热释电列阵与硅CCD等混成全固体热象传感器已达到实用的性能。这种传感器不需要致冷,坚固且价格较低,必将获得广泛的应用。因为对于一般应用而言,多元列阵的探测率D~*为1×10~8cm·Hz~1/2/W,做成传感器后,噪声等效温差(NETD)为0.2℃时,就能满足要求。就材料而言,最先采用的是铌     

热释电红外传感器及其在人员计数系统中的应用

针对图像采集人员计数系统复杂、价格昂贵等缺点,在分析热释电效应以及红外传感的基础上,采用BISS0001型信号处理专用集成芯片设计了基于RE200B热释电红外传感器的放大电路,研究其在不同人体运动状态下的输出波形;设计了以双热释电红外传感器为信号采集单元,以Cortex-M3单片机为控制核心的人员计数系统,并研究其主要算法.实验结果表明,RE200B型热释电红外传感器的输出波形能够准确表征人体的不同运动状态,基于双热释电红外传感器的人员计数系统能准确分辨人体的运动方向,并实时计数,可广泛应用于人体探测和人员计数等领域.     

单片微机红外报警系统的研制

在介绍了热释电红外传感器性质的基础上,研制出一套单片微机红外报警系统,阐述了系统构成和红外报警工作原理,并分析了处理方法和软件程序框图。该系统是用热释电红外传感器和intel8031单片微计算机实现的。     

单片微机红外报警系统的研制

在介绍了热释电红外传感器性质的基础上，研制出一套单片微机红外报警系统，阐述了系统构成和红外报警工作原理，并分析了处理方法和软件程序框图。该系统是用热释电红外传感器和intel8031单片微计算机实现的．     

提高CCD图像传感器填充因子的微透镜阵列的研究

为了提高可见光CCD图像传感器的探测灵敏度,提出了516×516元石英微透镜阵列的设计方法,并简要介绍了其制作工艺.测量结果表明,所制作的微透镜阵列有优良的表面轮廓、较好的几何尺寸均匀性和光学性能,大幅度地提高了CCD图像传感器的填充因子.     

带耦合光栅的量子阱红外探测器研制

报导了带二维衍射光栅的 12 8元线列GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面探测器的研究成果。探测器光吸收峰值波长λP=8.9μm ,采用垂直入射光耦合的工作模式 ,在 80K工作温度下其平均黑体电压响应率为 2 .75× 10 4 V/W ,平均黑体探测率为 2 .5 2× 10 9cmHz1/ 2 /W ;电压响应率和探测率的非均匀性分别 5 .2 %和 8.3%。 12 8元线列探测器与 6 4元CMOS读出电路对接后与光学系统、扫描系统、数据采集系统和图像显示系统等组成红外成像演示系统 ,实验室获得了清晰的人体手部热像和余热图像     

稀土氧化物掺杂对BST陶瓷热释电性能的影响

采用轧膜成型工艺制备了掺杂有稀土氧化物的钛酸锶钡(BST)陶瓷,研究了不同稀土(Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd和Sm)氧化物掺杂对其微观形貌、介电性能和热释电性能的影响。结果表明,Sc掺杂大幅降低了BST陶瓷的εr,严重劣化了BST陶瓷的热释电性能,并引起了长条状晶粒在BST陶瓷中的出现;Y掺杂则显著提高了BST陶瓷的热释电性能,并最终获得了εr为7111、tanδ为0.65×10–2、热释电系数p为5.5×10–7C·cm–2·℃–1、探测率优值Fd为8.49×10–5Pa–1/2的热释电BST陶瓷材料,有望在红外探测领域得到应用。