红外与激光工程
2021, 50(2): 20200349
1 烟台艾睿光电科技有限公司，山东 烟台 264006
2 华北光电技术研究所，北京 100015
介绍了非制冷红外焦平面探测器的基本工作原理，并概括了其关键技术参数。梳理了非制冷红外焦平面探测器技术与产品的发展简史，综述了国内外相关研究及产品开发的最新进展。最后还讨论了非制冷红外焦平面探测器技术的发展趋势。
非制冷红外焦平面探测器 微测辐射热计 氧化钒薄膜 uncooled infrared focal plane detector microbolometer vanadium oxide thin film
1 School of Optoelectronics, Beijing Institute of Technology, Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System, Ministry of Education of China, Beijing0008, China
2 China Airborne Missile Academy，HenanLuoyang471009，China
3 North Guangwei Technology Inc，Beijing100089，China
非制冷红外焦平面探测器（Uncooled IRFPA）像元结构从单层结构向双层结构的发展降低了探测器噪声，提升了性能。介绍了像元的MEMS结构及主要物理参数，指出双层结构与单层结构的主要差异在于像元有效面积和桥臂热导的不同。三维噪声模型是对IRFPA噪声进行分析的有效手段，其中时空随机噪声是非制冷IRFPA最主要的噪声成份。分析了非制冷IRFPA时空随机噪声的产生机理，建立了时空随机噪声模型，得到时空随机噪声与像元有效面积和桥臂热导的关系。将某款单层像元结构探测器改进为双层像元结构并进行噪声测试，实测数据证明了非制冷IRFPA时空随机噪声模型的有效性。
非制冷红外焦平面探测器 时空随机噪声 三维噪声模型 双层结构 微测辐射热计 uncooled IRFPA spatio-temporal random noise 3-D noise model double-layer structure microbolometer
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 中国人民解放军63963部队, 北京 100000
热时间常数是基于微测辐射热计的非制冷红外探测器的关键指标参数, 它与探测器的最高有效帧频直接相关, 因此准确测量热时间常数对于器件设计和应用都有举足轻重的意义。但目前无论是探测器热时间常数的标称值还是基于单元的热时间常数现有方法的测试值, 都无法建立与探测器的频率响应特性的直接定量函数关系, 以确定探测器工作的最小帧间时间间隔。直接基于阵列器件测量热时间常数的方法, 借助低于1/2帧频的斩波调制, 通过变频时域采集, 快速傅里叶变换(FFT)等常规测试手段, 提取有效的电压响应信号, 拟合频响曲线, 能快速有效地提取热时间常数。通过实测分析, 该测量方法具有准确度高、抗干扰能力强、稳定性高、测试用时短的特点, 且均采用通用的测试仪器, 无需单独制作测试样品, 具有较高的推广价值。
非制冷红外焦平面探测器 热时间常数 快速傅里叶变换 微测辐射热计 斩波器 uncooled infrared detectors thermal time constant FFT microbolometer chopper 红外与激光工程
2019, 48(12): 1204003
电子科技大学 光电科学与工程学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
在室温太赫兹探测技术领域中, 热敏微桥结构的太赫兹探测器具有探测波段宽、阵列规模大、集成度高、实时成像等显著特点。文中对室温太赫兹探测技术、基于热敏材料的太赫兹探测技术国内外发展现状进行了综述, 分析了基于氧化钒薄膜微桥结构的非制冷长波红外焦平面探测技术, 存在着太赫兹波低吸收探测性能弱的不足, 针对太赫兹波探测进行优化设计, 同时介绍了电子科技大学在太赫兹探测阵列吸收结构方面的部分研究工作。
非制冷红外焦平面探测器 微桥结构 太赫兹探测器 金属吸收薄膜 uncooled infrared focal plane array detector microbolometer structure terahertz detector metal absorption thin film 红外与激光工程
2019, 48(1): 0102001
