国产640×512非制冷氧化钒红外焦平面探测器的研制

非制冷红外焦平面探测器可以应用到红外瞄准、红外侦查、安防监控、消防搜救等多领域。论述了国产640×512（20μm）氧化钒非制冷红外焦平面热辐射传感器的主要设计方法及技术参数,包括MEMS结构开发、读出电路设计、真空封装等关键技术,最终通过参数测试、车载成像验证了国产氧化钒非制冷红外探测器的性能指标可以满足民用、军用等领域的需求。     

雪崩光电器件过剩噪声分析

基于光子在雪崩光电器件内吸收位置的差异,提出过剩噪声因子在器件垂直方向的分布模型,并基于TCAD 和Matlab 仿真,验证了模型的有效性。模型考虑了光子在硅雪崩器件内不同吸收位置的过剩噪声因子,结合光子在器件深度方向的吸收比例,计算器件(器件结构由TCAD构造)的平均噪声因子水平:233 @ E=34×105 V/cm 和534 @ E=36×105 V/cm,比单独考虑光子在N中性体区吸收(过剩噪声因子:288 @ E=34×105 V/cm 和1294 @ E=36×105 V/cm)或P中性体区吸收(过剩噪声因子:221 @ E=34×105 V/cm 和379 @E=36×105 V/cm),更能反映器件的真实工作情况。     

微测辐射热计单元红外吸收分析

介绍了一种计算多层结构微测辐射热计探测单元的红外吸收模型,并计算了所设计25?m微测辐射热计探测单元的红外吸收。当探测单元表面金属吸收层的方阻从2～600?/变化时,单元的吸收功率先逐渐增大,之后缓慢下降。对于300 K黑体辐射,当探测单元的吸收层方阻达到332?/时,吸收率达到最大。此时在8～14?m波段单元的红外吸收率平均值为72%,吸收功率为16 nW。在此基础上对探测单元结构的悬空高度进行优化,得到最优的两层悬空间隙高度均为0.8?m,最优吸收率为82%。     

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。     

非制冷红外焦平面探测器固定图形噪声研究

针对国标GB/T17444-2013中对红外焦平面阵列(Infrared Focal Arrays,IRFPA)固定图形噪声定义不能直接反映成像画面质量的问题,指出IRFPA在实际成像时要先经过非均匀性校正,校正残留才是影响成像质量的主要因素。本文先介绍了典型的两点校正方法,基于典型两点校正提出随环境温度实时更新的两点校正公式。通过对校正后的探测器输出通过时域滤波和小波变换分离出了固定图形噪声(FPN),给出了FPN的测试和计算方法。讨论了如何选择定标温度点来计算增益校正系数使得FPN值在指定的温度范围最小。通过对比4个增益校正阵列各个温度点下的FPN曲线,并结合同一参考目标的成像画面,验证了本文提出的FPN值能够准确反应成像画面质量。