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热释电晶体对红外辐射的吸收

本文从晶体与辐射场相互作用的机理出发,近似计算了TGS晶体的复折射  (本文共4页) 阅读全文>>

电子科技大学
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基于钽酸锂晶片的热释电探测器敏感元研制

基于钽酸锂的热释电探测器由于其具有能在常温下工作、光谱响应范围宽,热释电系数大、价格便宜和器件制备简单等特点,广泛用于非接触式温度测量设备、运动检测器和气体分析仪中。而钽酸锂敏感元是其核心,它的优劣直接决定着器件的性能。本论文主要对钽酸锂敏感元的制备进行了较为系统的研究,研究的具体内容包括热释电探测器理论分析、钽酸锂晶体抛磨工艺、红外吸收层的制备与表征以及热释电探测器性能的测试。首先,分析了热释电探测器的原理和基本性能参数,接着采用了机械研磨法和化学机械抛光法分别对钽酸锂晶片进行了减薄与抛光,分别研究了研磨液浓度、主轴转速、压力对减薄速率的影响和温度、氧化剂浓度、溶液的pH值对化学机械抛光速率的影响,并优化了减薄抛光工艺参数,对晶片表面形貌作了表征。然后,采用了高压静电喷涂法制备油墨-炭黑红外吸收层,并进行了吸收层的表征和吸收率的测试。研究了电压和喷涂高度对吸收层质量的影响,当电压16kV,喷涂距离为3cm时,喷涂量为5μl时吸...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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宽光谱热释电探测器制备与性能研究

热释电探测器与其他探测器相比具有光谱响应宽、价格低、体积小、重量轻、室温探测等优点。近年来在军事、民用、环保、医疗等领域有着广阔的应用前景。因此,制备高性能的热释电探测器对我国国家安全及国民经济都具有重要意义。本论文结合室温热释电探测器的发展前沿,以热释电单元探测器结构设计、探测器敏感单元制备、探测器制备以及吸收材料等为重点研究目标,研究并制备了基于超薄钽酸锂晶片的热释电单元器件,探测器在黑体的激励下实现红外波段的室温探测,在太赫兹源的激励下实现太赫兹波段的室温探测。本文的主要研究内容和成果分为以下几个方面:1.热释电探测器的结构设计与仿真设计了热释电探测器敏感元热力学结构,构建了基于钽酸锂晶片热释电探测器光学吸收膜系,提高了吸收膜系的辐射吸收率。相对于传统的热释电探测器,采用热绝缘性能更好的支撑立柱结构,一层金属薄膜用作辐射吸收层增加在敏感元结构顶层,利用金属薄膜的电阻损耗吸收辐射能量,同时,增加探测单元表面积,利用高表体比金...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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热释电钽酸锂薄膜红外探测器原理和制备研究

红外探测器是红外系统的关键器件。近年来,非致冷红外探测器成为红外探测研究的重点,对非致冷红外探测器敏感薄膜和器件的制备研究具有重要的现实意义。采用减薄钽酸锂晶体材料可以制备非致冷的热释电红外探测器,但体材料器件的研制受到工艺、几何尺寸和成品率等诸多限制,而薄膜材料器件却在热释电应用方面显示了特殊优势。本课题在国家自然科学基金的支持下,四年前开始了对热释电钽酸锂薄膜及其红外探测器的探索研究。用溶胶-凝胶法制备了性能良好的热释电钽酸锂(LiTaO_3)薄膜,测试了薄膜性能;制备了国内外尚无报道的新型钽酸锂(LiTa_3O_8)薄膜,并结合MEMS工艺制备了红外探测单元器件;另外,利用MATLAB软件对探测器多层结构的热传导和探测率等作了仿真模拟研究,为热释电红外探测器设计提供了依据。具体研究内容和主要结果如下:1.利用一维纵向稳态热传导泊松方程和器件的实用边界条件,建立了多层膜系构成的热释电钽酸锂敏感膜红外探测器的理论模型,深入讨论...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

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甚长波热释电红外探测器吸收膜系的研究

波长位于0.75μm(430THz)到1mm(300GHz)范围内的电磁波被称为红外辐射。只要温度高于0K,任一物质都可以发出红外辐射。因此,对红外辐射的检测成为一项尤为重要研究课题。热释电红外探测器是一种以红外辐射的热效应以和晶体的自发极化强度随周边环境温度波动而改变的现象为工作原理的传感器。热释电探测器具有宽光谱响应、优良的环境稳定性、外形小质量轻、探测率高等诸多优势。影响探测器性能的核心因素之一就是其吸收膜系结构,这是热释电探测器热电转换过程中的重要一环。本文系统分析了热释电探测器的检测原理以及吸收膜系的光学性能,重点研究内容包括热释电探测器吸收膜系的结构设计与光学性能仿真、吸收膜系制备工艺的研究、热释电器件的封装以及性能测试。首先,利用Essential Macleod光学薄膜设计仿真软件建立起五层光学仿真模型结构。利用控制变量法去探究膜层厚度对于膜系吸收率的影响,通过不断调整以得到最优化的吸收结构模型。通过仿真结构最终...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
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基于碳纳米管吸收层的热释电传感器设计

红外传感器近年来在军事和民用市场得到了非常快速的发展,尤其在航空航天和数码产品中都得到了广泛的应用。红外热释电传感器是目前非制冷红外探测器研究的热点,特别在目前发展非常快速的可穿戴设备上拥有很高的应用潜力。红外传感器目前正超着阵列化、小型化、低成本的方向发展。本文的研究工作主要分为以下几个方面:1.首先对探测器的结构进行了分析,设计了制备探测器的工艺流程,主要对热释电晶体的减薄和抛光进行了优化。针对减薄和抛光工艺,使用台阶仪分别对三种不同的抛光液和抛光垫抛光后的晶体表面粗糙度进行了比较,并选择了专用滴料器使减薄和抛光更加均匀。使用原子力显微镜对抛光后的晶体表面形貌进行了测试。搭建了热释电系数测试系统,对比了不同厚度及不同表面粗糙度的晶体的热释电系数。通过磁控溅射的方式制作的晶体的上下电极。2.使用碳纳米管作为探测器的红外吸收层,代替传统的金属材料。实验采用物理和化学的方法对碳纳米管进行了分散,选择十六烷基三甲基溴化铵作为碳纳米管...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>