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非制冷红外探测器噪声抑制技术研究

非制冷红外探测器作为红外成像技术重要成员,在军民领域都有着极为广阔的市场。相对于制冷型红外探测器而言,它具有价格低廉、功耗低、体积小、性能可靠稳定等诸多优点。随着非制冷探测器技术的不断进步,其大有在高中低端红外成像市场上逐渐取代制冷型红外探测器的趋势,因此是未来红外探测技术发展的主流。目前非制冷红外探测器依然存在着噪声相对较大,响应率相对较低的问题,鉴于我国红外成像技术落后于国外发达国家的现实,本文基于一款国产M01AB型非制冷红外探测器芯片设计了一套国产化的低噪声非制冷红外成像系统,并且对随机噪声抑制技术以及非均匀性校正技术进行了深入的研究。本文的主要工作有:(1)介绍了非制冷红外探测器的发展现状、应用价值及红外辐射的基本理论,并针对微测辐射热计型非制冷红外探测器的特性、噪声种类、读出电路结构等进行了详细的探究。(2)完成低噪声成像电路系统设计(原理图及PCB设计绘制),对包括低噪声的固定偏压和高精度的可调偏压模块、低噪声信号  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海大学
上海大学

非制冷红外探测器的制备及电、热特性研究

氧化钒(VOx)由于电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance, TCR)高,合适的电阻,较低的沉积温度,可与金属材料形成良好的欧姆接触等原因,在非制冷红外探测器中作为敏感材料获得了应用,并达到实用化程度。探测器的噪声大小以及探测器的热导等参数是评价VOx为敏感材料的非制冷探测器的重要技术指标。其中,低频噪声对器件灵敏度和精度有关键性影响,热导是决定探测器响应率大小重要因素。器件噪声的大小跟材料制备工艺、器件结构以及接触状况等密切相关。本文研究目的是为了获得具有较低噪声的探测器结构。因此本研究从探测器制备工艺入手,在电极和敏感层之间添加不同金属缓冲层并对其低频噪声进行测量、对比、分析,尝试提取最优探测器电接触结构改良方案。利用1/R—(-αI2)法测试微桥结构的探测器热导时,往往在测试过程中把TCR当成一个固定值,忽略了其随温度的变化,这样的计算方法就会引入一定的误差。本文为了得到更...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

氧化钒红外探测器的仿真模拟与器件制作

随着微机电系统(MEMS)技术的蓬勃发展,非制冷红外探测器也取得了巨大的技术进步。随着制造技术的进步和成本的降低,非制冷红外探测器已经不再局限于专业军事、航空以及高端工业领域的应用。新的应用领域如汽车增强视觉系统、智能空调以及智能手机等消费类电子领域需要大量的低规模红外探测器,其中包括廉价的线列红外探测器。低规模低成本的非制冷红外探测器被认为是下一个可以呈现爆发式增长的民用市场产品。本论文从实际项目需求出发,研究了一种8单元线列的非制冷红外探测器。经过仿真设计以及大量的工艺探索与研究,成功制备了线阵VOx红外探测器,很好地满足了实际要求。本论文的主要工作如下:(1)开展了多层薄膜结构探测器吸收性能研究。通过MATLAB模拟分析两种吸收率计算模型,分别研究每个模型中探测器结构参数的变化对吸收率的影响,例如空腔高度的影响、热敏层厚度的影响、支撑层厚度的影响等,最终从理论上确定了最佳组合参数。(2)进行了探测器的工艺设计制备。设计了整...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

长波HgCdTe红外探测器面阵的结区光电功能表征与分析

红外焦平面探测器因为具有较高的分辨率、较强的抗干扰性能和较强的穿透能力,已经被广泛应用于军事和民用领域。碲镉汞(HgCdTe)材料具有带隙连续可调、高量子效率和高电子迁移率等优点,因此可用于生产高性能红外焦平面探测器(FPA),然而,干法刻蚀引起的HgCdTe材料表面的损伤严重制约了红外焦平面探测阵列的性能。本文采用具有高信噪比和高空间分辨率的光电流面扫描方法(SPCM)来表征Hg空位p型Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.22)材料刻蚀损伤器件(具有四个不同刻蚀温度区域)。最后发现,SPCM的峰值信号随着刻蚀温度的降低而减小,说明我们可以采取不同的刻蚀温度来调控干法刻蚀诱导的材料表面反型程度,我们的工作为在制作大规模红外焦平面过程中寻找最优的刻蚀工艺提供了有效参考。然后,我们也采用SPCM方法和Sentaurus TCAD软件对B+离子注入形成的n-on-p结进行了研究。最后,我们基于这两项研究获得了一些创新性结果:1.基于...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

制冷型红外探测器组件低温热特性研究

制冷型红外探测器由于其灵敏度高、响应速度快、探测器距离远等优点,广泛应用于高端武器装备中。由于应用于军事领域,对制冷型红外探测器组件的体积、重量、降温时间、功耗及探测器可靠性等关键性能指标有严苛的要求。通过集成式探测器杜瓦制冷机组件的应用,可从机械结构上优化组件的体积、重量及功耗。对于组件降温时间及探测器可靠性的优化途径,需要通过制冷型红外探测器组件的低温热学特性研究获得。制冷型红外探测器组件低温热学特性,主要指组件因需要在低温下工作而产生的组件热负载、降温时间及探测器封装后可靠性等问题。研究的主要内容包括:各因素对组件制冷降温时间的影响规律、探测器封装后热适配优化方法及组件关键零部件热特性优化技术等。本文针对制冷型红外探测器组件低温热学特性的研究要求,阐明了课题的研究目标,通过理论分析和合理的验证实验以及开展相应关键零部件热特性优化研究,获得了制冷型红外探测器组件相关低温热学特性的影响情况,并制备获得相关热特性优化的关键零部件...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与红外》2019年09期
激光与红外

红外探测器辐照机理分析及辐照试验验证

红外探测器处于太空或辐射环境会受到各种辐射粒子作用,其性能会发生衰减。本文主要分析了各种辐射效应对HgCdTe红外探测器性能影...  (本文共5页) 阅读全文>>

《国外电子测量技术》2018年01期
国外电子测量技术

温度对红外探测器性能影响的研究

发展长久的红外探测器,是一种发展成熟应用普遍的探测器。该器件利用能量转换原理,可将红外辐射信号转换为电信号,可以在室温下工作,拥有高响应率的特点,在非接触测温、光谱分析、光电开关、水分测定、火...  (本文共4页) 阅读全文>>