隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,人們的生產(chǎn)、生活都在朝著更加自動化、智能化的方向發(fā)展,各行各業(yè)對傳感器的要求越來越高,需求也越來越多。其中基于熱釋電效應的紅外探測器由于其無需制冷、無需偏壓、器件結構簡單、光譜響應寬等特點,越來越受到人們的關注。熱釋電紅外探測器的發(fā)展關鍵之一在于高性能熱釋電材料的研制,其中以弛豫鐵電單晶鈮鎂酸鉛鈦酸鉛為代表的新型熱釋電材料具有高的熱釋電系數(shù)、適中的介電常數(shù)、極低的介電損耗,非常有望成為下一代商用熱釋電材料。本論文圍繞基于第三代弛豫鐵電單晶Mn-PIMNT(15/55/30)的熱釋電紅外探測器及其應用展開研究。研究內(nèi)容及取得的結果如下:(1)弛豫鐵電單晶熱釋電紅外探測器理論模型的建立和優(yōu)化。為指導探測器的研究與制備,分析了Mn-PIMNT(15/55/30)探測器敏感元的光熱轉換和熱電轉換過程,剖析了敏感元的溫度變化和熱釋電電流隨紅外輻射頻率的關系,同時分析了適合弛豫鐵電單晶紅外探測器的集成前置放大電路。為提高探測器的抗干擾能力,進一步研究了補償型熱釋電探測器。分析了探測器的電壓響應率隨調制頻率的關系,確定了探測器的最優(yōu)頻率使用范圍;研究了探測器的噪聲機制,...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 熱釋電效應與熱釋電材料
        1.2.1 熱釋電效應
        1.2.2 熱釋電材料
    1.3 新型熱釋電材料
    1.4 本論文研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目標
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗內(nèi)容與方法
    2.1 實驗內(nèi)容
    2.2 熱釋電敏感元的制備
        2.2.1 晶體加工
        2.2.2 制備電極
        2.2.3 極化
        2.2.4 紅外吸收層的制備
    2.3 探測器的制備
        2.3.1 敏感元、電子元件的組裝
        2.3.2 探測器的封裝
    2.4 弛豫鐵電單晶性能測試
        2.4.1 介電性能測試
        2.4.2 熱釋電性能的測試
    2.5 熱釋電紅外探測器的性能測試
        2.5.1 電壓響應率
        2.5.2 噪聲密度
        2.5.3 比探測率
第三章 熱釋電紅外探測器理論模型的建立與優(yōu)化
    3.1 熱釋電紅外探測器的模型
        3.1.1 光-熱轉換
        3.1.2 熱-電轉換
        3.1.3 集成前置放大器
    3.2 補償型熱釋電探測器
    3.3 響應率
    3.4 噪聲密度
    3.5 本章小結
第四章 熱釋電紅外探測器的制備與優(yōu)化
    4.1 熱釋電敏感元的制備
    4.2 探測器的結構設計
    4.3 探測器的性能測試
        4.3.1 電壓響應率
        4.3.2 噪聲密度和比探測率
        4.3.3 溫度特性
        4.3.4 振動干擾
    4.4 本章小結
第五章 熱釋電紅外探測器在氣體傳感器中的應用
    5.1 NDIR氣體傳感器原理
    5.2 甲烷氣體傳感器的初步研究
        5.2.1 甲烷紅外探測器的制備
        5.2.2 氣體傳感器的研究與制備
        5.2.3 氣體傳感器的標定與分析
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 總結
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3954833