衬底材料电阻微测计技术采用纳米技术工艺构建
电阻微测辐射热计
电阻微测辐射热计因为吸收辐射能量而使器件的温度发生变化,
此时敏感器件的电阻会随之变化。微测辐射热计包括一个在衬底上
的与衬底材料热隔离的薄的吸收性金属或半导体层。可以采用多种
不同的材料(从金属到半导体)作为探测器的电阻单元。探测器的结
构设计要使吸收的辐射能量及其引起的温升较大,且使到衬底的热
损耗较小。微测辐射热计探测器单元采用纳米技术工艺构建,使其
具有非常好的热性能。
热释电探测器
在多种不同的材料中发现了热释电效应,但铁电材料较常采用。
铁电探测器检测温度变化所导致的材料的电极化的变化。铁电探测
器的输出正比于输入辐射通量的变化率,如果场景的辐射通量不变
化,则信号将消失。采用铁电探测器的传感器依赖于场景的运动,
或者需要一个器件对入射信号“斩光”,使场景辐射通量与基准辐
射通量交替呈现。
铁电效应是在钛酸锶钡、铌酸锶钡、钽酸锂和钛酸铅等材料中
发现的。这些材料具有自发的内部极化,当在材料块的反面上放置
的电极上施加电压时可以测量为一个电压,这就形成了一个将传感
器材料当作介电材料的电容。在恒定的温度下,极化是通过在材料
的表面的运动的电荷均衡的,当块的温度变化时,材料的极化变化
导致表面电荷的瞬间变化,并产生微小的电流以恢复电荷,出现在
跨探测器的电容结构处的电流会引起电压的变化。仅在温度变化时
才能观察到电压的变化,因此必须对温度进行时间调制以产生静态
的场景的输出,这可以通过对信号进行机械斩光或使图像跨探测器
运动来实现。
在略低于居里温度时,铁电效应较大,探测器经常工作在这一
工作点。必须注意不要超过居里温度,因为超过这一温度时会丧失
极性。极性丧失是一种瞬时效应,但器件必须重新偏转(在高温时
采用高的场强)。