热释电红外探测器研究

热释电红外探测器广泛应用于激光与辐射测量。文章描述了平面型红外热释电探测器的工作原理和适用于红外测试的探测器结构,介绍了探测器主要性能参数的测量,最后给出了平面型探测器与空腔型探测器的比对试验结果.     

热释电红外探测器的元器件(一) 热释电红外探测器综述

红外线检测技术最早是为科学研究和军事用途而研发的。随着半导体生产技术及新型材料的发展、生产成本不断下降,各种廉价的红外线传感器相继问世,它们逐步被应用于工业生产、农林业、水产业、医学、环境保护及民用产品中。凡是存在于自然界的物体,例如人体、火焰、冰等都会辐射     

热释电红外探测器的元器件(二) 热释电红外传感器

热释电红外探测器是由热释电红外传感器(指陶瓷型,下同)、菲涅耳透镜及电子电路组成的一种光电检测装置,它能不接触地检测人体运动时辐射出的红外线并转换成电信号输出。本文介绍热释电红外传感器及与其配套的菲涅耳透镜。热释电红外传感器1.热释电效应 某些强介电物质的表面接受了红外线的辐射能量,其表面产生温度变化,随着温度的上升或下降,在这些物质表面上就会产生电荷的变化,这种现象称为热释电效应,是热电效应的一种。这种现象在钛酸钡之类的强介电质材料上表现得特别显著。若在钛酸钡一类的晶体的上下表面镀膜形成电极,在上表面加以…     

薄膜型热释电红外探测器的发展

介绍了薄膜型热释电红外探测器的性能特点和工作原理。从材料选择,器件结构和制备工艺综述了近几年国内外的研究成果及发展动态,并对器件的主要应用进行了总结。     

薄膜热释电红外探测器吸收和响应性能的模拟研究

采用吸收、热传导和热释电响应模型,对薄膜热释电红外探测器的吸收和响应性能进行了模拟研究.当膜系中各膜层材料的物性参数确定时,对于不同波长的红外辐射及在不同的调制频率下,探测器主要性能的优劣与探测系统的结构设计密切相关.     

非晶YBCO薄膜热释电红外探测器

介绍了非晶YBCO薄膜用作非制冷热释电红外探测器材料。它在室温下显示出强的热释电行为,并且容易在室温下采用射频磁控溅射法沉积,制备工艺与CMOS工艺相兼容,是 一种很有潜力的热释电探测器材料。并介绍了非晶YBCO热释电薄膜的研究现状,阐述了该薄膜及其探测器的制备技术和研究动向。     

复合热释电薄膜红外探测器的二维热分析

根据热释电薄膜红外探测器的结构和测试条件,使用有限元软件Ansys对其进行了二维热分析,得到了探测器受到红外辐射后的温度场.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将它与微桥结构探测器的性能进行了比较.结果表明,复合热释电薄膜红外探测器的绝热层能有效地减小热流向硅衬底的散失,并且探测器的响应随着绝热层厚度的增大而增大;当复合热释电薄膜红外探测器中绝热层的热导率低于空气的热导率时,它的绝热性能优于微桥结构.     

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。     

基于主动式热释电红外传感器的自动控制

本项目设计研究的主动武热释电红外传感器,跟市面上的被动式热释电红外传感器相比,能稳定有效地检测到静态人体,达到“人到灯亮,人在灯亮,人离灯灭”的效果。基于该传感器设计室内照明设备的自动控制系统,实现对教学楼等大型楼宇内照明系统的智能控制。     

复合热释电薄膜红外探测器的研究

热绝缘结构是热释电红外探测器的关键技术之一."复合热释电薄膜红外探测器"是用多孔SiO2薄膜来绝热的,这种无空气隙的新型结构被认为具有更高的机械强度和可靠性.采用溶胶-凝胶技术制备了热导率极低的多孔SiO2薄膜,用金属有机物热分解法制备了优质的铁电薄膜,实现了"复合热释电薄膜"热绝缘结构,获得的星探测率最大值达9.3×107cm.Hz1/2/W.通过快速热处理工艺的采用,提高薄膜一次成膜厚度的研究,改善了薄膜制备与微电路工艺的兼容性.研究了多孔膜厚度、孔径分布与探测率的关系,探讨了镍酸镧(LNO)薄膜作为缓冲层、红外吸收层和上电极的多功能作用.结果表明:孔径分布小的多孔膜有利于探测器性能的提高.在此结构中,存在热性能和电性能的折中问题,多孔膜厚度有一个临界值.LNO薄膜的引入,可以改善性能、简化结构和工艺.讨论了低温铁电薄膜的制备和性能,以及与微电路实现单片集成等问题.     

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.     

金属结构红外探测器振动噪声的研究

为使红外探测器在振动干扰的环境下仍具有足够高的探测率,必须降低其因振动而产生的噪声幅度.控制探测器振动噪声的主要手段之一是控制其机械振动幅度,尤其是共振振幅.采用锤击法,利用冲击激励的宽频特性,研究了金属结构红外探测器的共振特性及影响振动噪声的力学因素.通过改变探测器结构的动力学特性,探寻了减振降噪的几种途径.实验结果表明,探测器悬臂冷指的结构参数对探测器的振动特性起主要作用.在冷指自由端与壳体间填胶做支撑、或冷指固定端与壳体间用胶粘隔振的减振降噪效果最好,可使振动噪声降至原值的1/20.     

热释电红外探测器的PSPICE仿真设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件PSPICE分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路.     

一种使用热释电探测器的红外比色测温仪

从工程测量的实际出发，介绍了一种使用热释电探测器的红外比色测量仪的组成原理、硬件结构及软件流程，推导出了适合计算机处理的温度方程。     

基于Pspice的热释电红外探测器设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件Pspice分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路。     

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。     

基于PMN-PT单晶的双通道热释电红外气体探测器

锰离子掺杂铌镁酸铅-钛酸铅(Mn:Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3,Mn:PMN-PT)弛豫铁电单晶在近、中红外波段具有较高的光透过率.通过在其表面上沉积具有宽光谱平坦吸收特性的红外吸收层,制备了热释电红外响应元.对该材料吸收红外辐射后产生的温度差以及热释电电流随频率的变化进行了模拟.讨论了电压模式热释电...     

热释电红外传感器的技术动态

介绍了LiTaO3、PZT等热释电材料在材料复合、工艺改进与创新方面的研发动态,结合一款单片机控制的热释电红外节能照明开关的设计实例,归纳与展望了热释电红外传感器在节能控制设备、楼宇人数统计以及在安全与军事等多个领域的应用。     

室温型热释电红外探测器焦平面列阵新进展

文中介绍了目前室温工作的热释电红外探测器焦平面列阵的国外进展，混合型铁电陶瓷焦平面列阵已进入批量生产阶段，这类焦平面列阵制作的热像仪已于１９９５年进入商品市场，而单片式铁电薄膜红外探测器焦平面列阵还处在实验室研究阶段。