發(fā)布時(shí)間：2019-08-17 17:53

【摘要】：熱釋電紅外探測(cè)器作為非制冷紅外探測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,一直都是研究的熱點(diǎn)。鉭酸鋰作為一種典型的熱釋電材料,其居里溫度高、介電損耗低、探測(cè)優(yōu)值高,是制備熱釋電單元、線(xiàn)列及陣列探測(cè)器的理想材料。針對(duì)國(guó)內(nèi)熱釋電探測(cè)器制備工藝復(fù)雜和探測(cè)性能較差的弱點(diǎn),本文利用鉭酸鋰單晶材料作為探測(cè)器敏感元,研究了感光油墨光刻工藝和鉭酸鋰敏感元的激光切割加工工藝,完成了電流型單元紅外探測(cè)器及線(xiàn)列探測(cè)器的器件設(shè)計(jì)與制備,并利用熱釋電紅外探測(cè)器性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)單元器件及線(xiàn)列器件的性能進(jìn)行了測(cè)試,主要內(nèi)容和結(jié)論如下：1、根據(jù)電流型器件的電路設(shè)計(jì)、敏感元設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì),使用光刻工藝、激光切割工藝、超聲波金絲壓焊工藝以及點(diǎn)焊點(diǎn)膠等方法,完成了不同參數(shù)的電流型單元探測(cè)器制備。2、利用熱釋電紅外探測(cè)器性能測(cè)試系統(tǒng),完成了不同參數(shù)(反饋電阻10GΩ和100GΩ,反饋電容0.24pF到1.0pF)單元探測(cè)器的性能測(cè)試。各探測(cè)器的電壓響應(yīng)率Rv在1Hz到2Hz之間出現(xiàn)峰值,量級(jí)為104V/W到105V/W;探測(cè)器的NEP數(shù)值在10-7W到10-9W;探測(cè)器的D*數(shù)值在107cmHz1/2W-1到109cmHz1/2W-1量級(jí),探測(cè)性能優(yōu)良。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試及擬合計(jì)算,不同參數(shù)探測(cè)器的熱時(shí)間常數(shù)在160ms到190ms之間,與電路無(wú)關(guān),只與材料本身有關(guān)。電時(shí)間常數(shù)與電路反饋電容成正比,與電路反饋電阻成反比,電時(shí)間常數(shù)決定探測(cè)器的響應(yīng)速度及頻率響應(yīng)范圍。4、利用光刻工藝和激光刻蝕技術(shù),加工鉭酸鋰薄片得到了不同規(guī)格的線(xiàn)列敏感元。探測(cè)單元尺寸為300μm/間距400μm,吸收層圖案清晰,排列致密,表面呈多孔結(jié)構(gòu)�？刂萍す馇懈钌疃�,當(dāng)切割重復(fù)次數(shù)為8次,刻蝕槽的深度和寬度均小于10μm,無(wú)破損及碎裂。5、測(cè)試計(jì)算線(xiàn)列器件探測(cè)單元的各項(xiàng)性能參數(shù),各探測(cè)單元在5.3Hz下Rv為2.3×105V/W：探測(cè)率D*在108cmHz1/2W-1左右,最大值為7×108cmHz1/2W-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,利用激光刻蝕方法制備的線(xiàn)列敏感元,同樣具有極佳的探測(cè)性能。將測(cè)試頻率提高到1000Hz以上時(shí)發(fā)現(xiàn),探測(cè)單元的電壓響應(yīng)率、噪聲和探測(cè)率均隨頻率的上升而下降,噪聲等效功率隨頻率的上升而增加,表明器件在高頻下的探測(cè)性能明顯弱于在低頻下的探測(cè)性能。
【圖文】：

逑幽３－２粗酸鈕單晶巧片逡逑圖３－３兇形化后的單晶基片逡逑ＰＭ逡逑Ｉ邐ｗ邋美■＇■＂ｉｌ？ｓｓ＾Ｈ逡逑慣邐．．沁－炭唯逡逑ＩＣｌＳＥＴＲＢＣＴＰＭｒｏＷＢＫＢＢ＾Ｂ＾＾＾＾＾＾＾＾＾＾Ｂ＾＾ＷＭＭＭｉＭ逡逑幽３＞４巧部油里的ＳＥＭ圖逡逑實(shí)驗(yàn)中使用臺(tái)階測(cè)試儀測(cè)試吸收層的厚度和均勻度，，如圖３－５所示。可見(jiàn)，臺(tái)逡逑階厚度為１２．８＾0１１，巧}歡任玻保�？１１。辶x希保峰義

本文編號(hào)：2527938