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(Mg_1/3Nb_2/3)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探测器的响应特性及其影响因素。进一步制备了基于Mn:PMN-PT单晶的双通道补偿型热释电红外探测器。经实验得到的频率响应结果与模拟数据吻合,因此该探测器适用于基于非分散红外(Non-Dispersive Infrared, NDIR)原理的气体探测。     

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。     

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。     

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．     

红外探测器件

本专利讲述热释电红外探测器件的一种制造方法。本方法的特点是:用掺有红外吸收材料的有机薄膜涂覆在去掉了衬底的热释电薄膜器件的一面上,这样即可获得具有抗机械冲力、灵敏度高、使用方便的热释电红外探测器件。本方法的工艺过程如图示:用     

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。     

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...     

一种新结构LiTaO_3热释电红外探测器

研制成功一种新型结构LiTaO_3热释电红外探测器。用一种特殊的粘合剂把探测材料安装在一个电导体上,该粘合剂具有高电导率和低的热导率。理论计算出这种新型热释电探测器的热释电响应率和D与热释电元件厚度的函数关系。实验证实了响应率和D对厚度之间的依赖关系,表明理论计算与实验结果相符。     

应用于快速响应热释电探测器的抗高过载前放组件

热释电探测器由于具有结构简单、性价比高等优点而备受青睐。就热释电探测器/前放组件在实际工作中需要较快的响应速度,从热释电探测器及前置放大器的设计着手考虑,成功研制出高灵敏度的快速响应热释电探测器/前放组件;针对热释电探测器-前置放大器组件使用时需要承受高过载冲击及剧烈振动,在几项关键工艺中采取了一系列措施。最后,给出了热释电探测器/前放组件的测试结果和环境试验结果,表明达到抗高过载、快速响应的要求。     

基于热释电型红外气体探测器的原始信号探究

作为采用非色散分光红外吸收光谱(Non-dispersed Infrared, NDIR)原理的红外光谱气体分析仪的一个核心器件,热释电型红外气体探测器输出信号的特征与后级信号处理息息相关。基于PYS3228TC_G1G20热释电红外气体探测器在不同调制频率下对激励源和输出的原始信号的同步跟踪,深入分析了激励源与探测器输出信号之间的关系。通过这些实验,总结并得出了热释电型红外探测器的初始信号特征,为热释电型红外气体分析仪的信号处理提供了重要的理论参考。     

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.     

非制冷型热释电薄膜红外探测器的制备及应用

介绍了室温非制冷型热释电薄膜红外探测器的原理和优势。从热释电材料的选择及器件的结构设计等方面阐述了热释电薄膜红外探测器的制备技术和研究动向,并归纳了器件的主要应用领域。     

320×240混合式非制冷红外焦平面探测器芯片工艺研究

热释电非制冷红外探测器具有成本低廉、无需制冷等优异特点,在红外探测和红外成像领域占有极其重要的地位.从热释电非制冷焦平面探测器的晶片制备、红外吸收结构设计、倒装互连等关键工艺的研究进行了阐述,其研究试验最终实现了320×240的成像演示.     

基于超材料吸收器的非致冷微红外热探测器

研究了一种基于超材料结构的红外热探测器，该探测器利用光学超材料的局域场增强效应和热释电材料的温度敏感特性，实现对红外辐射的探测。利用有限元分析方法，研究了超材料吸收器的红外吸收特性和电磁场特性，分析了超材料吸收器与热释电材料(LiTaO₃)耦合结构的热学性能。结果表明，设计的超材料吸收器，可在3～15μm范围内调制峰值波长(主要覆盖大气窗口(8～14μm)),吸收率可达99.9%,带宽范围为0.2～1.0μm。当探测器的尺寸为23μm×23μm时，探测器稳态温度升高量为0.311 K,与类似工作相比，温度提升了约21倍。改进的红外热探测器具有显著的温度响应，适用于大规模像元级非致冷中远红外波段的热成像与传感应用。     

热释电探测器在自动喷香水装置中的应用

热释电探测器已广泛地应用于红外自动开关方面,我们设计装备的自动喷香水装置就是这种应用之一。本文叙述了针对本装置应用于舞厅的具体使用环境,如何选择热释电探测器的结构以及对红外探头性能的要求,在红外探头的安装上应注意的问题以及合理的电路设计思想。     

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。     

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.     

微机械气动红外探测器的计算机仿真

介绍了一种可工作于室温环境下的微型气动式红外探测器，它基于气体介质吸收特定波段的红外辐射后以无辐射气动方式激励并产生一系列热效应的物理基础，可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工作模式的有限元模型，采用流体-热-结构耦合方法分析了器件的机械行为以及气体介质的温度场分布，模拟并讨论了不同结构参数对器件性能的影响，为采用MEMS技术研制具有波长选择特性的非致冷气动式红外探测器提供了理论基础。     

铁电复合材料TGS—PVDF的介电和热释电性能的研究

制备了TGS-PVDF铁电复合材料,测量了该材料的介电常数、介质损耗和热释电系数,计算了该材料的热释电优值因子,并初步测试了由该材料制成的热释电探测器的性能。     

热释电BST薄膜红外探测器噪声分析及前置放大电路设计

针对热释电红外探测中微信号放大时的低信噪比问题,在分析热释电红外探测器及前置放大电路噪声来源的基础上,提出了一种热释电红外探测前置放大电路.电路仿真表明,文中所设计的前置放大电路具有低频特性好、高信噪比、高增益的特点,能有效放大微弱信号.