非制冷红外探测器的应用概述综述.pptVIP

2015 非制冷红外技术及应用  1.红外热成像技术简介 2.非制冷红外技术概述 3.非制冷红外探测器应用 4.国内外厂商主要产品 5.非制冷红外技术机遇与挑战  红外热成像技术简介 自然界所有温度在绝对零度(-273°)以上的物体都会发出红外辐射 红外图像传感器则将探测到的红外辐射转变为人眼可见的图像信息 红外成像技术涵盖了红外光学、材料科学、电子学、机械工程技术、集 成电路技术、图像处理算法等诸多技术,红外成像装置的核心为红外焦 平面探测器  非制冷红外技术概述 非制冷红外技术原理及分类 非制冷红外探测器关键技术 探测器的技术指标 非制冷红外技术应用  21非制冷红外技术原理 非制冷红外探测器利用红外辐射的热效应,由 红外吸收材料将红外辐射能转换成热能,引起敏 感元件温度上升。敏感元件的某个物理参数随之 发生变化,再通过所设计的某种转换机制转换为 电信号或可见光信号,以实现对物体的探测  非制冷红外焦平面探测器分类 热释电型:硫酸三甘肽、钽酸锂等 非制冷红外 热电堆型:N型和P型的多晶硅 焦平面探测器 二极管型:单晶或多晶PN结 热电容型:双材料薄膜 热敏电阻型:氧化钒非晶硅等  22非制冷红外探测器的关键技术 ■红外光窗■吸气剂 非制冷器件■TEC 读出电路■真空封装管壳 材料制备技术 MEMS加工技术 读出电路IC技术 √低成本真空封装技术  热释电型 红外辐射使材料温度改变,引起材料的自发极化强度变化, 在垂直于自发极化方向的两个晶面出现感应电荷。通过测量 感应电荷量或电压的大小来探测辐射的强弱。热释电红外探 测器与其他探测器不同,它只有在温度升降的过程中才有信 号输出,所以利用热释电探测器时红外辐射必须经过调制 探测材料:硫酸三甘肽、钽互连栓电膜热绝缘结构 酸锂、钽铌酸钾、钛(铁电) 酸铅、钛酸锶铅、钽钪酸铅 钛酸钡 读出电路  热电堆 由逸出功不同的两种导体材料所组成的闭合回路,当两接触 点处的温度不同时,由于温度梯度使得材料内部的载流子向 温度低的一端移动,在温度低的一端形成电荷积累,回路中 就会产生热电势。(塞贝克效应 Seebeck) 而这种结构称之为热电偶 热结区 红外吸收区 冷结区 系列的热电偶串联称为热 电堆。因而,可以通过测量 热电堆两端的电压变化,探 硅衬底 支撑膜 测红外辐射的强弱。 图3微权械热电堆红外探测器示意图  二极管型 利用半导体PN结具有良好的温度特性。与其他类型的非制 冷红外探测器不同,这种红外探测器的温度探测单元为单 晶或多晶PN结,与CMOS工艺完全兼容,易于单片集成, 非常适合大批量生产。 红外吸收结构 读出线 支架