热电/CCD混合式焦平面:电荷直接注入的分析与设计

1.导论由于热电摄像管的发展,产生了一系列廉价又可在室温下工作的热像仪。近来,注意力又转到了大规模(包含几百至几千个探测器)热电列阵的固态读出上,特别是二维列阵与硅CCD的互连问题上。其目的是改进尺寸、功率要求和坚固性等物理特性及提高对景物温度的识别能力。本文给出电互连与热互连的理论分析;确定关键的设计参数(器件参数与几何尺寸的关系);对一适当的设计研究其信号和噪声性能;预示噪声等效温差(NEFD)在0.5℃左右;并在特制的CCD上进行了实验检定。热电-硅CCD混合式器件的设计很大程度上取决于热电和CCD之间的互连考虑。简     

热释电非制冷红外焦平面探测器热绝缘结构

热释电非制冷红外探测器由于具有可靠性高、成本低、无需制冷等优点,使其得到了广泛应用.在热释电探测器中,热绝缘结构具有红外热转换、机械支撑和热隔离等作用.良好的热绝缘结构是减小探测器热导率和改善其性能的关键.采用半导体光刻技术和牺牲层技术,在硅基底上制备了由牺牲层和Si3N4薄膜组成的微桥结构,该方法使探测器的微桥结构的...     

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。     

混成式热释电非制冷红外焦平面探测器研究

热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景.为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35 μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探测器.通过自主设计,研发的非制冷焦平面测试平台,得到了此器件的基本性能参数平均电压响应率1.1×105V/W,平均探测率5.6×107cm·Hz1/2·W-1,并实现了该探测器热成像.结合实际的研究工作,较为系统地介绍和讨论了热释电非制冷红外焦平面研制过程中各项关键技术.在器件光电响应测试数据分析的基础上,进一步提出下一阶段研究工作的重点和器件性能优化的方向.     

长波320×240热释电非制冷焦平面探测器

热释电红外焦平面探测器技术正在迅速发展,因其体积小、质量轻、性价比高、可靠性好,适宜量大面广应用的特点而备受青睐,引起世界几个主要发达国家的高度重视.概述了美国、英国热释电焦平面探测器目前的水平,介绍了昆明物理研究所自主研发320×240热释电非制冷焦平面探测器的最新进展.     

热释电探测器的三维分析

本文就悬空型或薄衬底热释电器件,做了三维分布参数模型的分析,既考虑了温度的纵向扩散所引起的效果,又考虑了横向扩散所引起的效果,最后导出了响应度公式。本文的特点是导出了较严格的解析解,并用计算机作了模拟计算,画出了曲线,它对热释电晶片尺寸的设计,有一定的参考价值。     

热释电探测器外电路的抗干扰设计

通过对激光光斑测量热释电探测器外电路的研究,结合热释电探测器的工作原理,深入分析了出现干扰的原因,并设计出热释电探测器的抗干扰外电路.试验验证了该电路既可以减少光热电转换中的干扰,又能够提高信号输出幅度和信噪比,从而提高了系统的测量精度.     

非制冷热释电焦平面探测器成像机理及演示验证

针对非制冷热释电型焦平面探测器,基于国产技术成功设计出一套较实用化的成像演示系统并获得了较好的成像效果,推进了全国产化热释电型非制冷热像仪的研制和开发进程.着重论述和分析了成像系统的构架设计、关键技术及系统工作原理,最后给出了成像系统演示结果.     

激光刻蚀法网格化热释电红外焦平面探测器的实验研究

采用激光刻蚀的方法来实现非制冷热释电红外焦平面探测器的网格化,分别在空气中和碱溶液中使用紫外激光对钛酸锶钡(BST)材料进行划线,分析了溶液和激光参数的影响.使用KOH溶液作为辅助介质时,获得了宽为81μm,深约25μm,边缘光滑,侧壁垂直度高的微槽,已满足了实际应用要求.     

热释电探测器的应用

本文扼要介绍HRD系列热释电探测器~*的几种应用。这些应用均在国内取得显著经济效果。     

热释电探测器的综合模型分析

本文就厚衬底单元件热释电探测器,在一般的三维空间中,既考虑了热量的纵向扩散,又考虑了横向扩散,从而建立了一个综合模型,并导出了响应度公式。本文的特点是:(1)、求出了较严格的解析式,它对分析器件各参数对响应度的影响有重要的参考价值;(2)、在相应的条件下,该响应度的解析式可以还原到国内外己发表过的七种公式,体现了模型的综合价值。     

热释电探测器的噪声

热释电探测器是本世纪七十年代以来迅速发展起来的新型探测器,与其它热探测器相比,不仅其探测率高,而且频率响应较宽.热释电探测器的响应速度比其它热探测器快得多,它不但可以工作在低频,而且能工作于高频.这种探测率高、室温工作的探测器颇受人们的青睐,发展也非常迅速.     

热释电探测器的应用

本文总结了我所研制的LATGS和LiTaO_3两种热释电探测器在国内的使用情况。1.作为红外分光度计的接收器件热释电探测器,特别是GAT系列探测器(用LATGS晶体制成)有很高的探测率和良好的光谱特性,可以与高莱管和真空辐射热电偶媲美,是光谱测量理想的接收器件。     

热释电探测器的响应率分析

本文引进有效热导纳概念,改进了计算响应率的集总参数方法,使之获得接近热扩散方法的计算精度,从而简化了热释电探测器响应率的计算。本文还给出了对LiTaO_3和LATGS两种热释电探测器的计算结果并给出了LiTaO_3探测器实验结果。理论值与实验值符合得很好。     

多层热释电探测器的动态热释电响应

根据热波传播的特点，采用矩阵法求解一维热传导方程，给出了多层热释电探测器的热传导模型，用矩阵形式写出了多层热释电探测器对正弦调制辐射的热释电响应。用矩阵分析的结果，讨论了绝热层对提高探测器响应的作用及对绝层的要求，分析了多层结构中各息参数对探测器响应的影响。     

热释电探测器的横向热导纳

就实际应用的标准器件模型及其工作条件,用有限元法分析了热释电探测器的横向温度涨落分布,细致地计算了响应元在其边界上的横向热导纳,结果表明热导纳的实部与频率的1/n次方成正比(n=2.4～3.3)。     

单片热释电列阵探测器的热分析

从基本的热分析入手,导出单片热释电列阵的热传递函数,简单地分析了灵敏元的面积、调制频率和热释电电流的关系;对热释电探测器的热串音进行了分析并给出一些实验结果。     

线列热释电探测器的热串音

本文首先建立了线列热释电探测器的三维数理模型。应用热传导理论,求得器件中温升分布的解析解,进而分析了影响线列热释电探测器热串音的几个因素,提出了降低热串音的主要措施。     

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