20090831高三历史(5-第6课两伊战争).pptVIP

第5章 热辐射探测器件 第5章 热辐射探测器件 5.1 热辐射的一般规律 5.1热辐射一般规律 ΔT的考虑 2. 热电器件的最小可探测功率 5.2 热敏电阻与热电堆探测器 1. 热敏电阻特点 热敏电阻的分类 2. 热敏电阻的原理 热敏元件结构 3. 热敏电阻的参数 （3）热敏电阻的输出特性 2. 桥式电路 （4）冷阻与热阻 （6）最小可探测功率 4. 热敏电阻的应用举例 5.2.2 热电偶和热电堆 1.热电偶的工作原理 2. 热电偶的基本特性参数 5.2.3 热电堆探测器 热电堆实物照片 5.3 热释电器件 5.3 热释电器件 5.3.1 热释电器件的基本工作原理 2. 热释电效应 2. 热释电器件的工作原理 5.3.2 热释电器件的灵敏度 5.3.3 热释电器件的噪声 响应时间 热释电探测器的阻抗特性 5.3.4 热释电器件的类型 2.铌酸锶钡 (SBN)热释电器件 3. 钽酸锂（LiTaO3） 4. 压电陶瓷热释电器件 5. 聚合物热释电器件 6. 快速热释电探测器 5.3.5 典型热释电器件 5.4 热探测器概述 热释电感应灯 自动感应灯（参考施特朗公司资料） 第五章 习题 思考题与习题 5 考虑统计平均值时的信噪功率比为 如果温度噪声是主要噪声源而忽略其它噪声时，噪声等效功率: (NEP)2＝(4kT 2G2Δf/α2A2γ2ω2R) [1+(TN/T)2] 由上式可以看出，热释电器件的噪声等效功率NEP具有随着调制频率的增加而减小的性质。 热释电探测器在低频段的电压响应度与调制频率成正比，在高频段则与调制频率成反比，仅在1/τT ~ 1/τe范围内，Rv与ω无关。响应度高端半功率点取决于1/τT 或 1/τe中较大的一个，因而按通常的响应时间定义，τT 和τe中较小的一个为热释电探测器的响应时间。通常τT较大，而 τe与负载电阻有关，多在几秒到几个微秒之间。由图5-18可见，随着负载的减小，τe变小，灵敏度也相应减小。 如图5-19所示为常用的电路。图中用JFET构成源极跟随器，进行阻抗变换。由于热释电材料具有压电特性，因而对微震等应变十分敏感，因此在使用时应注意减震防震。 热释电探测器几乎是一种纯容性器件，由于电容量很小，所以阻抗很高，常在109Ω以上。因此，必须配高阻抗的负载。常用JFET器件作热释电探测器的前置放大器。 1. 硫酸三甘肽（TGS）晶体热释电器件 它在室温下的热释电系数较大，介电常数较小，比探测率D*值较高[D*(500, 10 ,1) 1~5×109cmHz1/2W－1]。在较宽的频率范围内，这类探测器的灵敏度较高，因此，至今仍是广泛应用的热辐射探测器件。 TGS可在室温下工作，具有光谱响应宽、灵敏度高等优点，是一种性能优良的红外探测器，广泛应用红外光谱领域。 掺丙乙酸的TGS（LATGS）具有很好的锁定极化特点。温度由居里温度以上降到室温，仍无退极化现象。它的热释电系数也有所提高。掺杂后TGS晶体的介电损耗减小，介电常数下降。前者降低了噪声，后者改进了高频特性。在低频情况下，这种热释电器件的NEP为4×10－11 W/Hz-1/2，相应的D*值为5×109cm·Hz1/2W－1。它不仅灵敏度高，而且响应速度也很快。 图5-20所示为LATGS的等效噪声功率NEP和比探测率D*随工作频率f的变化关系。 这种热释电器件由于材料中钡含量的提高而使居里温度相应提高。例如，钡含量从0.25增加到0.47，其居里温度相应从47°C提高到115°C。SBN探测器在大气条件下性能稳定，无需窗口材料，电阻率高，热释电系数大，机械强度高，在红外波段吸收率高，可不必涂黑。工作在500MHz也不出现压电谐振，可用于快速光辐射的探测。但SNB晶体在钡含量x0.4时，如不加偏压，在室温下就趋于退极化。而当x0.6时，晶体在生长过程会开裂。 在SNB中掺少量La2O2可提高其热释电系数，掺杂的SBN热释电器件无退极化现象，D*(500, 10 ,1) 达8.0×108cm·Hz1/2·W－1。掺镧后其居里温度有所降低，但极化仍很稳定，损耗也有所改善。 该器件的居里温度Tc高达620°C，室温下的响应率几乎不随温度变化，可在很高的环境温度下工作；且能够承受较高的辐射能量，不退极化；它的物理化学性质稳定，不需要保护窗口；机械强度高；响应快（时间常数为13×10-12s，极限为1×10-12s；）；适于探测高速光脉冲。已用于测量峰值功率为几个千瓦，上升时间为100ps的Nd:YAG激光脉冲。其D*（500, 30, 1）达8.5×108cm·Hz1/2·W－1。