低溫輻射計的陷阱探測器紅外絕對光功率響應(yīng)度的定標

設(shè)計了一個紅外探測器的光譜響應(yīng)測試系統(tǒng),并對系統(tǒng)原理進行了分析.對不同溫度和頻率情況下的熱釋電探測器進行光譜響應(yīng)實驗.實驗結(jié)果表明,熱釋電探測器對紅外輻射信號的響應(yīng)不同,但電壓變化曲線的趨勢基本一致,從而驗證了紅外探測器光譜響應(yīng)理論.該設(shè)計能有效抑制系統(tǒng)的干擾信號,提高信噪比,具有測量精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點.

針對傅里葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點，測量紅外探測器的光譜響應(yīng)，設(shè)計一套新的光電檢測系統(tǒng)．通過對測量所得紅外干涉信號進行傅里葉變換，得到評判紅外探測器性能重要技術(shù)指標的光譜響應(yīng)度．系統(tǒng)在紅外探測器光譜響應(yīng)的測量上，繼承了傅里葉變換紅外光譜儀的功能和優(yōu)點，實現(xiàn)了測量分辨率高、精度高和穩(wěn)定性好．

利用cfd場模擬軟件fds,對線型紅外光束感煙探測器的響應(yīng)性能進行預(yù)測,研究火源類型、火源功率、探測器設(shè)置高度、水平安裝位置等因素對報警時間的影響。結(jié)果表明,相同高度處火災(zāi)探測器的響應(yīng)時間隨火源與探測器水平距離的增大而增大;火源功率對探測器的影響隨距離增大而減小;火源類型不同,探測器響應(yīng)數(shù)量差異很大。

本輻射探測器包括一層hgcdte外延層(14),該外延層在生長期問被分化成了三個工作時可以區(qū)分的區(qū)域。外延層上面配有電極,使用時,它們通過電互連器(22)以一偏壓源如電池(24)連接。輸出信號電壓的幅度隨區(qū)(1)內(nèi)吸收的入射輻射的量而變。

介紹了對紅外線二代機探頭實施定標的必要性、依據(jù)、方法和效果。

發(fā)展長久的紅外探測器,是一種發(fā)展成熟應(yīng)用普遍的探測器。該器件利用能量轉(zhuǎn)換原理,可將紅外輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號,可以在室溫下工作,擁有高響應(yīng)率的特點,在非接觸測溫、光譜分析、光電開關(guān)、水分測定、火焰探測、氣體分析等領(lǐng)域得到了廣泛發(fā)展。主要就環(huán)境溫度和pbs紅外探測器的工作溫度可能對其探測性能產(chǎn)生的影響進行研究,采用半導(dǎo)體制冷技術(shù),對其工作溫度進行調(diào)節(jié),并設(shè)計基本電路,通過實驗,得到在制冷和非制冷情況下,紅外探測器的性能差異。得到采用制冷技術(shù)能夠大大提升紅外探測器的探測性能的結(jié)論。

作為目標探測與成像系統(tǒng)的核心器件,紅外探測器組件的空間分辨能力會直接影響探測系統(tǒng)的成像質(zhì)量。通常使用調(diào)制傳遞函數(shù)(modulationtransferfunction,mtf)對該能力進行評估。而探測器組件的電學(xué)串音和光學(xué)串音則是影響其mtf的主要因素。利用鎖相系統(tǒng)測試了紅外探測器組件的電學(xué)串音,同時用一套彌散斑直徑為30μm的紅外小光點測試系統(tǒng)測試了紅外探測器組件的線擴展函數(shù)(linespreadfunction,lsf)以評價其光學(xué)串音。測試結(jié)果表明,11.5~12.5μm波段探測器的光學(xué)串音明顯比8.0~9.0μm波段探測器的大。最后對測試結(jié)果進行了分析,為紅外探測器組件的光學(xué)串音設(shè)計提供了參考。

目前,熱軸探測器探頭采用的光柵主要存在兩個問題,一是響應(yīng)速度較慢,一般只能用于對車速為70公里/小時以下的列車進行檢測;二是通光效率低,光柵全開通時也只有50%的輻射可通過。針對這兩個問題,我們設(shè)計了一種全開閉式擺動桿調(diào)制器來取代原來的光柵,探測的列車速度達到90公里/小時,通光效率增加一倍,經(jīng)現(xiàn)場試驗,效果良好。

根據(jù)gb/t13584-92文件標準,研究了激光引信紅外探測器的參數(shù)測試系統(tǒng),分別對靈敏度、響應(yīng)時間、視場角、靜態(tài)噪音等參數(shù)進行了測試。結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有較高的測試精度和重復(fù)精度,能滿足生產(chǎn)線上的要求。

紅外光電探測器的設(shè)計

本文簡單介紹了半導(dǎo)體量子點材料的基本性質(zhì)及相應(yīng)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(jié)構(gòu)。最后,對量子點紅外探測器的主要優(yōu)點進行了總結(jié)。

根據(jù)紅外探測器最基本的物理機理和器件模型,對紅外光子探測器和熱探測器在不同工作溫度、不同波長的探測率性能進行了理論計算;并對兩類物理機理不同的紅外探測器的探測率、工作溫度和響應(yīng)波長進行比較,闡述了各自探測器具有優(yōu)勢的應(yīng)用領(lǐng)域。

為定量測量中紅外高能激光的總能量和功率密度時空分布,采用熱吸收和光電量熱復(fù)合相結(jié)合的測量方法,通過熱吸收體溫度場分布數(shù)值計算和探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計,研制了可用于長脈沖中紅外高能激光測量的光斑探測器。探測器由量熱堆、光電量熱復(fù)合探測陣列、測溫單元、數(shù)據(jù)采集單元和信號處理單元等幾部分組成。有效測量面積為12cm×12cm,光斑測量空間分辨率為2.4cm,時間分辨率為25hz,總能量測量不確定度小于10%,功率密度測量不確定度小于7%。實驗表明,該探測器可測量最大能量超過50kj的數(shù)秒級脈沖中紅外激光,采用該方法,可實現(xiàn)大面積、高能量和高空間分辨的高能激光光斑測量。

光束質(zhì)量是評價高能激光系統(tǒng)指標的重要參數(shù),準確測量激光功率密度時空分布是獲取激光光束質(zhì)量、驗證改進激光系統(tǒng)設(shè)計及實際應(yīng)用的重要依據(jù)。介紹了一種采用光電探測器陣列實現(xiàn)近紅外波段高能激光束功率密度時空分布的測量方法,可實現(xiàn)波長范圍為0.9~1.7μm、功率密度為mw/cm2~kw/cm2量級的激光光斑參數(shù)測量,并具有探測光斑面積大和測量不確定度小等特點。給出了系統(tǒng)的標定結(jié)果,在弱光標定情況下,測量值與激光器輸出功率標稱值偏差在3%以內(nèi)。該方法可以作為近紅外激光束功率密度時空分布測量的有效手段。

發(fā)射率是測量紅外輻射特性中的重要參數(shù),直接影響測量的精度.在傳統(tǒng)的能量法測發(fā)射率的基礎(chǔ)上進行改進,利用紅外輻射計mr170測量目標的光譜輻射亮度并在同一溫度相同波段下建立一標準黑體模型,對目標光譜發(fā)射率進行求解.實驗驗證該方法可以獲得滿意的測量結(jié)果.對實驗求取的光譜發(fā)射率進行誤差分析,結(jié)果顯示誤差小于3%.

提出一種基于arm和fpga的紅外監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的方案,主要對系統(tǒng)組成中的采集、處理、傳輸、顯示等模塊進行硬件設(shè)計,闡述了系統(tǒng)實現(xiàn)原理,為測溫算法實現(xiàn)作鋪墊。在介紹系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,重點介紹了arm模塊與fpga模塊之間接口設(shè)計,采用雙緩存機制存儲中間數(shù)據(jù),驅(qū)動程序采用高效的dma方案進行數(shù)據(jù)傳輸,有效地提高了紅外監(jiān)控系統(tǒng)圖像的連續(xù)性和穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,能夠滿足常用實時測溫算法處理的需要,該方案具有很好的工程意義和市場價值。

建立了紅外探測器件低溫背景探測率測試系統(tǒng),實驗研究了紅外探測器件在低溫背景下的探測特性,用于支持紅外探測低溫光學(xué)系統(tǒng)的合理設(shè)計。首先,介紹并分析了紅外探測系統(tǒng)的噪聲和響應(yīng)特性,建立了低溫光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與紅外探測器件在低溫背景下探測性能之間的關(guān)系;在熱真空環(huán)境下搭建了基于變溫面源黑體的低溫背景探測率測試系統(tǒng)。然后,針對某紅外器件在低溫背景下的探測率進行了實驗測量。最后,通過計算得到了低溫背景下極限積分時間及探測特性相對于常溫背景下的一般變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明:低溫背景下極限積分時間及探測率均比常溫背景下提高近20倍,提出的測試技術(shù)可為低溫光學(xué)系統(tǒng)的指標設(shè)計提供依據(jù)與參考。

半導(dǎo)體基中遠紅外探測器在成像、傳感、國家安全以及國防領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用背景。目前,在這個領(lǐng)域最主流的技術(shù)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(shè)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(guān)注并經(jīng)歷了快速的發(fā)展。文中介紹了中國科學(xué)院半導(dǎo)體所在量子級聯(lián)探測器研究方面的最新成果。

紅外探測器是能對外界紅外光輻射產(chǎn)生響應(yīng)的光電傳感器,是目前傳感器領(lǐng)域發(fā)展的重點之一。本文介紹了紅外探測器技術(shù),梳理了紅外探測器的起源與技術(shù)發(fā)展趨勢,尤其關(guān)注非制冷紅外探測器的技術(shù)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(chǔ)介紹探測和外差探測原理、響應(yīng)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?yīng)價格特別優(yōu)惠的光電與光導(dǎo)探測器。其應(yīng)用范圍為溫度分布測量圖

bsa技術(shù)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(dǎo)電型,光譜范圍2～12μm,響應(yīng)時間<1ns,室溫工作。peml型:光電磁