紅外探測器成像仿真

紅外探測器是一門新興技術,其應用包括溫度測量、匪警/火警、機器人/工業(yè)設備、熱彈性應力分析、醫(yī)療診斷以及包括氣體分析在內(nèi)的化學分析.主要介紹紅外探測器發(fā)展的三大趨勢:熱成像、數(shù)據(jù)傳輸和激光測距.回顧這些技術可使人們了解目前的工藝水平及其發(fā)展趨勢.

optek技術公司研制出op570系列的硅npn光電晶體管紅外探測器。這種探測器被封裝在0.10×0.08in的表面安裝型管殼內(nèi),并配有高性能的紅外透鏡。作為

法國ulissas公司向市場投放了一系列像元間距為25μm的硅紅外探測器。ul02152型探測器是一個160×120元的列陣,其熱時間常數(shù)<ms,占空因數(shù)

美國專利us7485870(2009年2月3日授權)本發(fā)明提供一種氣動型紅外探測器,它包括一個敏感腔和一個參考腔,它是通過測量其敏感腔的氣動膨脹來探測紅外輻射的。其原理是,敏感腔吸收紅外輻射能量后,其溫度上升,從而發(fā)生氣動膨脹。參考腔通過機械方法與敏感腔相連,它是用來控制敏感腔的氣動膨脹的。這種膨脹或者用電學方法探測,或者用光學方法探測。本專利說明書共33頁,其中有23張插圖。

半導體基中遠紅外探測器在成像、傳感、國家安全以及國防領域具有廣泛的應用背景。目前,在這個領域最主流的技術之一是量子阱紅外探測器(qwips)。傳統(tǒng)的量子阱紅外探測器往往存在較大的暗電流和較低的工作溫度等限制。量子級聯(lián)探測器(qcds)是一種新型的光伏型量子阱紅外探測器。其工作原理基于電子吸收光子后在量子阱的子帶間躍遷并且激發(fā)態(tài)電子通過人工設計的勢能階梯形成無需外加偏置電壓的定向輸運。這種基于新原理的紅外探測器一經(jīng)出現(xiàn)便引起人們高度的關注并經(jīng)歷了快速的發(fā)展。文中介紹了中國科學院半導體所在量子級聯(lián)探測器研究方面的最新成果。

本文簡單介紹了半導體量子點材料的基本性質(zhì)及相應的紅外探測器的工作原理,并舉例討論了幾種典型的量子點紅外探測器的結構。最后,對量子點紅外探測器的主要優(yōu)點進行了總結。

紅外雙波段成像探測器能接收目標和干擾源在兩個波段上的輻射能量。從普朗克黑體輻射定律出發(fā),根據(jù)matlab軟件模擬出的目標和干擾源的輻射特性來選擇sw/mw兩個紅外波段。首先利用仿真程序計算insb面陣探測器對于點黑體和面黑體的響應結果,由計算結果和測試結果較好的一致性,說明設計的matlab仿真程序具有實用性。再從實際研制的hgcdte128×128疊層式雙波段器件結構考慮,通過一定的變換,利用仿真程序?qū)gcdtesw/mw雙波段成像探測器進行參數(shù)性能仿真,達到利用成像及雙色比來區(qū)分目標和干擾的目的。

紅外探測器安裝圖： 門磁安裝圖： 使用方法： ●首先把紅外探測器安裝在高約1.5~2.5米的地方，打開電源開關。安裝時， 應調(diào)整探測器的傾斜角度，以使其探測距離最遠。 ●按遙控器布防鍵，主機發(fā)出“嘀”聲，約延時20秒后探測器進入布防狀態(tài)， 有人進入監(jiān)控區(qū)，主機即刻報警（人體橫切探測器走動時，靈敏度較高）。每 次觸發(fā)報警時間約為60秒，再次進入監(jiān)控區(qū)，再次報警。 ●遇到緊急情況，按遙控器求救鍵，這時，探測器無論是處于布防或撤防狀態(tài)， 即刻緊急報警求救。 ●探測器處于報警狀態(tài)或緊急報警狀態(tài)時，按遙控器上的撤防鍵，則立即停止 報警，并且有人在監(jiān)控區(qū)活動也不報警。 安裝指南： 1。探頭應避免直對門窗口，以免誤報； 2。應調(diào)整探測器的傾斜角度，以使其探測距離最遠； 3。探頭的菲妮爾透鏡應保持干凈，不能有遮擋物體； 4。探頭應遠離冷熱源，例如空調(diào)出風口、暖氣、冷氣機等 5

0引言在法國,碲鎘汞的研究與發(fā)展已經(jīng)有25年多的歷史了,這項工作是該國sofradir工業(yè)集團公司和cea-leti公共實驗室之間通過大力協(xié)作進行的。為了縮短該技術推向市場的時間,sofradir工業(yè)集團公司和cea-leti在grenoble地區(qū)成立了一個聯(lián)合實驗室(defir)。目前在該地區(qū)大約有600人在從事紅外探測器的研制工作。碲鎘汞紅外探測器技術獲得良好評價已經(jīng)

設計了帶有保護環(huán)結構的平面型24×1ingaas線列短波紅外探測器,利用n-i-n+型inp/in0.53ga0.47as/inp外延材料閉管擴散制備了平面型探測器。lbic測試顯示光敏元沒有明顯擴大,保護環(huán)起到了有效的隔離效果;i-v測試表明器件的優(yōu)值因子r0a約4.2×106.cm2,在-0.1v反向偏壓下的暗電流密度約22na/cm2,擬合得到的理想因子接近1,說明正向電流成分主要為擴散電流;在室溫20℃,器件的響應光譜在0.9～1.68μm波段范圍,其平均峰值電流響應率為1.24a/w,平均峰值探測率為3.0×1012cm.hz1/2/w,量子效率接近95%,響應的不均勻性為2.63%。

本發(fā)明提供一種被動紅外探測器．該探測器由兩個傳感器和一個評價電路組成．第一個傳感器(1)用于產(chǎn)生代表熱源與探測器背景環(huán)境之間溫差的紅外信號；第二個傳感器(3)用于敏感探測器的環(huán)境溫度；評

制冷型紅外探測器技術取得的最新進展已使得用于各種環(huán)境應用如高光譜遙感、空間成像與監(jiān)視的許多紅外遙感儀器獲得快速發(fā)展。由于低溫制冷探測器的靈敏度特別高,人們已經(jīng)用它研制了可在波長長達25μm的各種譜段成像的紅外系統(tǒng)。

紅外探測器分類及應用 紅外探測器是能對外界紅外光輻射產(chǎn)生響應的光電傳感器，是目前傳感器 領域發(fā)展的重點之一。利用它制成的探測器是軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學 等方面需要的設備，它涉及物理、材料等基礎科學和光學、機械、微電子和計 算機等多學科領域的綜合科學技術。 按照工作機理分類： 熱探測器和光子探測器的分類和特點 ·光子探測器：光子探測器的工作機理是利用入射光輻射的光子流與探測器材料 中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態(tài)，引起各種電學現(xiàn)象，這種現(xiàn)象 稱為光子效應。光子探測器有內(nèi)光電和外光電探測器兩種，后者又分為光電 導，光生伏特，光電發(fā)射型，光磁電型等四種。 ·熱探測器：紅外熱探測器的工作原理是利用輻射熱效應。探測器件接收輻射能 量后引起溫度升高，再由接觸型測溫元件測量溫度改變量，從而輸出點型號。 熱探測器主要有四類：熱電堆，熱釋電型，和氣體型。 光子探測器和熱探測器的分類和

主動/被動紅外探測器 系統(tǒng)的基本組成紅外線報警器是利用紅外線的輻射和接收技校構成的報警 裝置。根據(jù)工作原理，又可分為主動式和被動式兩種類型。 （1）主動式紅外探測器 主動式紅外探測器是由收、發(fā)裝置兩部分組成。發(fā)射裝置向裝在幾米甚至于 幾百米遠的接收裝置輻射一束紅外線，當被遮斷時，接收裝置即發(fā)出報警信號， 因此，它也是阻擋式報警器，或稱對射式探測器。通常，發(fā)射裝置由多諧振蕩器、 波形變換電路、紅外發(fā)光管及光學透鏡等組成。振蕩器產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)波形變 換及放大后控制紅外發(fā)光管產(chǎn)生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變?yōu)檩^細 的紅外光束，射向接收端。 接收裝置由光學透鏡、紅外光電管、放大整形電路、功率驅(qū)動器及執(zhí)行機構 等組成。光電管將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)整形放大后推動執(zhí)行機 構啟動報警設備。主動式紅外報警器有較遠的傳輸距離，因紅外線屬于非可見光 源，入侵

異質(zhì)結光敏晶體管(hpt)是一種具有內(nèi)部電流增益的光電探測器,且與異質(zhì)結雙極晶體管(hbt)的制作工藝完全兼容。利用超高真空化學氣相淀積(uhv/cvd)方法在hbt晶體管的基區(qū)和集電區(qū)間加入多層ge量子點材料作為光吸收區(qū)。tem和dcxrd測試結果表明,生長的多層ge量子點材料具有良好的晶體質(zhì)量。為了提高hpt的發(fā)射極注入效率,采用高摻雜多晶硅作為發(fā)射極,并制作出兩端hpt型ge量子點探測器。室溫條件下的測試結果表明,hpt型量子點探測器具有低的暗電流密度和高的反向擊穿電壓。-8v偏壓下,hpt型量子點探測器在1.31μm和1.55μm處的響應度分別為4.47ma/w和0.11ma/w。與縱向pin結構量子點探測器相比,hpt型量子點探測器在1.31μm和1.55μm處的響應度分別提高了104倍和78倍。

探討了目前紅外探測器的封裝工藝,對紅外探測器的機械連接、電連接、窗口氣密性焊接、引線盤工藝、表面處理工藝這幾個關鍵工藝技術進行了比較深入細致的分析,總結了影響探測器正常工作的主要因素。

美國倫斯勒理工學院的研究人員開發(fā)出了一種基于納米技術的新型量子點紅外探測器(qdip)。這種以金為主要材料的新型元件可大幅提高現(xiàn)有紅外設備的成像素質(zhì),將為下一代高清衛(wèi)星相機和夜視設備的研發(fā)提供可能。

紅外探測器是能對外界紅外光輻射產(chǎn)生響應的光電傳感器,是目前傳感器領域發(fā)展的重點之一。本文介紹了紅外探測器技術,梳理了紅外探測器的起源與技術發(fā)展趨勢,尤其關注非制冷紅外探測器的技術發(fā)展。

本書系從四十年代至一九七三年的公開雜志中選擇較有代表性的資料四十三篇編篡而成。編入時并對多數(shù)文章寫了評語,還補入了新發(fā)表的文獻資料。此書共分六大部分:一、現(xiàn)有紅外探測器特性系各類探測器性能水平的綜合介紹。二、紅外探測基礎介紹探測和外差探測原理、響應率與探測度的計算以及各種噪聲。三、光子探測器介紹鉛鹽類、insb、hgcdte、pbsnte以及鍺摻汞和摻銅

美國的kolmar公司生產(chǎn)出氮冷卻的hgmnte和hgcdte探測器,由德國的vis-tek公司代理經(jīng)銷。其特點是帶寬大于200mhz,量子效率高于50％,光輸靈敏度約達2—12μm?？晒獌r格特別優(yōu)惠的光電與光導探測器。其應用范圍為溫度分布測量圖

bsa技術公司推出一種采用hgcdznte基板的紅外探測器,這種探測器可在室溫下高速工作。在高頻下使用時,靈敏度比以前的制品高。備有多波長式、熱電致冷式、液氮致冷式,可根據(jù)不同的用途自由選擇。各樣品的主要規(guī)格如下。r005型:光導電型,光譜范圍2～12μm,響應時間<1ns,室溫工作。peml型:光電磁

本專利提供一種多元紅外探測器,該探測器的每個元件面前都有一個光導,這種光導可以導致雷達輻射衰減。每個光導均由一個內(nèi)壁具有反射和導電功能的光導通道制成。這些光導通道做在一塊通道板上。通道表面是導電的,它與信號接地相連。通道板的