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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
环境对中波红外探测器测温精度的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
孙志远  王晶  乔彦峰 《中国光学》2010,3(6):659-664
为了分析环境辐射和大气吸收对红外辐射特性测量精度的影响,对基于中波红外探测器的红外测温进行了研究。首先,介绍了影响中波红外探测器测温精度的几种辐射能,根据测温模型得出了红外探测器像元灰度值和辐射照度之间的关系公式,并进一步推导出辐射测温的修正公式。以高精度面黑体为目标进行了测温实验,对红外探测器像元的灰度值进行修正并计算测温误差。结果显示,修正前、后测温误差的均方根分别为3.56℃和0.27℃,测温精度得到了显著的提高,表明该修正公式可准确地修正环境和大气吸收对中波红外探测器测温精度的影响。  相似文献   

2.
红外波段十字阵列光吸收材料光学特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
尺寸为光波长量级的微纳结构材料与电磁波的相互作用,使得其具有许多特殊的光学性能,金属-电介质-金属微纳结构具有电磁波完美吸收特性。基于S参数法,研究十字阵列光吸收材料在红外波段的光学特性参数,分析其谐振吸收机理及光学特性参数调谐性。研究结果表明,十字阵列单元尺寸对其等效光学参数具有调谐作用;当材料表面与入射介质之间满足阻抗匹配条件,以及等效折射率系数虚部值足够大时,可以有效提高其吸收率;经过结构优化的十字阵列光吸收材料在红外波段具有大于95%的吸收率,实验样件测试结果大于80%。十字结构臂长和电介质层厚度决定吸收谱特性,而十字结构臂宽仅仅影响吸收谱峰值大小。十字阵列光吸收材料在红外波段的完美吸收及光谱调谐性特点,使其可用于红外探测和光谱成像等领域。  相似文献   

3.
碳纳米管微悬臂梁红外探测器的优化设计   总被引:2,自引:1,他引:1  
梁晋涛  刘君华 《光学学报》2004,24(11):547-1551
对复合层微悬臂梁红外探测器进行了理论分析,并建立了相应的理论模型,实验研究了在硅基底上生长碳纳米管的吸热特性,优化设计了一种生长有碳纳米管的三层硅微悬臂梁谐振式红外探测器。该探测器基于复合层微悬臂梁的谐振频率随着微悬臂梁温度的改变发生漂移的特性,在一定的红外辐射下,微悬臂梁的温度会随着辐射光强的强弱而发生变化,从而根据微悬臂梁谐振频率的漂移而感知温度变化实现对辐射光的探测,利用碳纳米管的红外吸收特性,在二层微悬臂梁上生长碳纳米管薄膜作为吸收层,提高了微悬臂梁探测器的红外吸收性能。研究表明:其功率灵敏度可达fw级,比传统的静态测试方法提高了两个数量级。而且这种基于微机电系统技术的传感器与集成电路工艺是兼容的。  相似文献   

4.
要想实现弱光探测,需要探测器具有高灵敏度。石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维材料因具有宽光谱吸收、带隙可调、高载流子迁移率等良好的光学与电学性能,广泛应用于红外探测器的制作,然而这些材料存在弱光吸收、载流子迁移率低、空气稳定性差等问题,制约了其在高灵敏度红外探测领域的应用。同单一的二维材料相比,二维材料异质结不仅具有各单一材料的特点,而且由于两种材料的结合展现出新颖的物理特性,近年来在高灵敏度红外探测领域得到了广泛研究。本文基于影响灵敏度的主要因素,分析总结了提高红外探测器灵敏度的主要策略,回顾了近几年基于二维材料异质结高灵敏度红外探测器的发展,总结了其主要性能指标,最后指出了进一步提升红外探测灵敏度所面临的挑战,从如何平衡探测器响应度与响应速度、大面积二维异质结制备、异质结界面优化利用等方面展望了如何获得综合性能良好的高灵敏度红外探测器以及实现探测器商业应用,以期对高灵敏度红外探测领域的发展提供一定的指导意见。  相似文献   

5.
树叶状红外频段完美吸收器的仿真设计   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
苏斌  龚伯仪  赵晓鹏 《物理学报》2012,61(14):144203-144203
设计了一种由树叶状金属薄膜-介质层-金属薄膜构成的低剖面完美吸收器模型. 通过对金属介电性能采用Drude定理,仿真发现调节结构参数可在红外通讯频段几乎达到完美吸收 (吸收率为99.5%),并且在某些特定的结构参数下可以同时实现双频段的完美吸收 (其吸收率分别达到99.67%和97.13%),这在某种意义上展宽了吸收频带, 对红外吸收器的设计与应用极为有利.最后探索了叶颈宽度变化对双频吸收峰位置的影响, 以便对双峰吸收进行调频操作.这种红外频段的超材料吸收器具有结构简单、吸收效率极高、工作频段宽等优点.  相似文献   

6.
为提高红外微测辐射热计的光谱吸收率,设计一种基于表面等离激元的金属光栅促吸收结构,研究光栅结构参数对光谱吸收率的影响规律。以金作为光栅材料,利用等离激元的谐振结构,克服金属材料的高反射特性,增强红外微测辐射热计的红外吸收能力。通过改变光栅的结构参数,对等离子共振波长进行调节,提高红外微测辐射计工作波段内的光谱吸收效率。利用有限差分法,分析光栅参数对光谱吸收率的影响机理,研究金属光栅的周期、占空比和高度对光谱吸收率的调控规律。随着光栅周期由2μm逐渐增加到5μm,吸收峰的峰值波长发生明显的红移现象,吸收峰高度呈现出较明显的下降趋势。随着光栅占空比从0.2逐渐增加到0.5,红外吸收峰的峰值波长向短波长移动,吸收峰高度也逐渐增高,但吸收峰宽度逐渐变窄。光栅厚度对吸收峰的峰值影响不大,当厚度达到一定程度后,峰值基本保持不变。峰值波长随厚度增加出现不同程度的减小,当厚度不足100 nm时,峰值波长减小的程度较大,随着厚度的继续增加,下降趋势逐渐变缓,基本维持在10.6μm附近。通过分析光栅结构参数对光谱吸收率的影响机理,对光栅结构参数的进一步优化,大幅提高氧化钒红外微测辐射热计的红外光谱吸收率, 8~14μm的平均吸收率达61.6%,峰值吸收率在99%以上。金属光栅的光谱吸收率促吸收结构研究,对高性能红外微测辐射热计的设计具有重要的指导意义。  相似文献   

7.
红外光谱法及与其相关技术的应用研究,促进了光测技术的迅猛发展.文章针对血液的红外光谱分析这一重要课题,提出了血液的红外吸收光谱分析新技术,通过在一定的频谱范围内对正常血样与异常血液的红外吸收光谱进行实验测量和分析,可以判断血样是否异常,其实验和分析方法具有一定的先进性.文章中研究了正常血样和高胆固醇血样的红外吸收光谱之间的差别,并给出了人的正常血清与高胆固醇血清的红外吸收光谱以及分析结果,研究结果表明它们的吸收率、吸收峰位置以及吸收率之比之间的差别可以作为检验正常血样与异常血样的依据,从而为应用于疾病诊断方面提供了重要的参考.  相似文献   

8.
为了满足红外探测器件集成化和对红外宽光谱范围吸收的需求,设计了一种工作在长波红外波段(8~14μm)的超宽带、高吸收、极化不敏感的超材料吸收器。通过在金属-介质-金属三层异质的超材料吸收器结构的顶部金属周围镶嵌一层介质形成超表面,以增加谐振强度和吸收带宽。在8~13.6μm的带宽范围内,该结构有超过90%的平均吸收率,覆盖了大部分长波红外大气窗口波段,对红外探测领域有着重要意义。研究结果表明:镶嵌的金属-介质组成的介质波导模式和谐振腔模式的结合以及传播型表面等离激元模式的激发是形成宽带高吸收的主要原因,并且谐振模式的谐振波长可以通过相关参数来进行调控。本文的研究结果为可调谐宽带长波红外吸收材料的设计提供参考,该设计方法可推广到中波红外波段、甚至长波红外或其它波段。  相似文献   

9.
红外探测器具有把物体辐射的光子信息转换为电信号的能力,拓宽了人们观察自然环境与人类活动的边界.当前,长波及甚长波红外探测器已在大气监测、夜间侦查、深空探测等领域有诸多应用.随着各国对高端红外探测器要求的快速提升,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度以及多维探测等性能指标的瓶颈日益凸显.基于微纳光学理论设计的人工微纳结构,可实现其与红外光子的高效耦合,综合调控红外光场的振幅、偏振、相位及波长等自由度.为拓展红外探测器额外的调控自由度,进而在实现高量子效率的同时,兼顾较高的响应速率与优异的偏振或波长选择性,集成红外探测器与人工微纳结构的研究思路近年来被广泛应用.本文讨论了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测领域的应用进展,详述了表面等离激元、局域等离激元、谐振腔结构、陷光结构、超透镜、赝表面等离激元、间隙等离激元和声子极化激元等机制的应用现状及各机制固有的优劣势,进而指出了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测应用的发展前景与方向.  相似文献   

10.
基于红外焦平面探测器的红外遥感技术是实现多通道和高空间分辨率的重要手段,而随着焦平面探测器中探测单元的增加探测数据也急剧增加,研究基于FPGA的高速并行处理技术对解决红外探测领域多通道高速信息获取有重要意义。以FPGA作为控制器件,设计了16通道,数字分辨率为16bit的ADC采集方案,实现对32×32元的红外焦平面探测器数据并行获取,并设计了数据宽度为16bit的数据输出接口,用来完成采样数据的上传功能。实验结果表明该方案设计简洁,数据上传速度控制灵活,可以满足焦平面探测器的信号获取与传输。  相似文献   

11.
红外光电探测器的激光损伤分析   总被引:12,自引:0,他引:12  
柯常军  万重怡 《光学技术》2002,28(2):118-119
分析了国内外有关红外光电探测器激光损伤阈值的大量测量数据。讨论了激光损伤探测器的机理以及目前尚未解决的问题。比较了高重复频率脉冲激光和连续波激光对探测器的损伤效果。分析表明 ,在相同平均功率的条件下 ,高重复频率脉冲激光与连续波激光相比 ,探测器损伤效果前者要比后者大得多  相似文献   

12.
目前国内外对脲甲醛肥料肥效的快速评价方法均采用基于脲甲醛水溶性的活度系数法,但不同国家和地区具体的操作规程和技术指标不尽相同,究其原因在于活度系数法的局限性。脲甲醛肥料的养分释放速率与脲甲醛结构有直接的关系,与其在不同温度水溶液中的溶解性没有直接关联,因此从脲甲醛结构入手研究其养分释放更为合理。通过考察傅里叶变换红外光谱评估不同水分、尿素量和甲醛存放时间三个因素下尿素与甲醛产物结构的可行性,以寻求一种新的脲甲醛肥效评价方法。研究了不同反应条件下产物红外吸收光谱图、产物生成量和酸性环境下不同尿素加入量反应产物养分释放间的关系。谱图能够反映出反应过程中不同的水分和尿素加入量及甲醛存放时间对特征基团吸收峰相对强弱产生的细微变化,通过这些变化可以判断脲甲醛组成变化。这些判断能够从产物的量得到印证,同时土培试验的结果也进一步证实通过红外谱图判断的正确性。以上研究结果表明用红外吸收光谱研究脲甲醛结构的细微变化是可行的,如果将脲甲醛红外光谱的细微变化与其在土壤中养分释放情况间建立起相应的数学模型,将为脲甲醛肥料肥效准确、快速评估提供一个新的手段。  相似文献   

13.
A study of intersubband transitions in quantum well infrared detectors working at high temperatures has been reported. This study allows a greater tunability in the device designs, with the ability to control the peak wavelength, the absorption coefficient, the dark current, the quantum efficiency and the detectivity of the modeled structure operating around 3.3 μm wavelength. The detection energy and absorption coefficient dependences with an applied electric field are given. Then, the electro-optic performances of the modeled mid-infrared detector are estimated, the dark current dependence with the applied voltage and temperature as well as the quantum efficiency and the detectivity are investigated and discussed. High detectivities were found at high temperatures revealing the good performances of the designed photodetector, especially at 3.3 μm wavelength.  相似文献   

14.
红外探测器光谱响应度的均匀性及直线性测试研究   总被引:10,自引:4,他引:6       下载免费PDF全文
红外探测器光谱响应度的均匀性及直线性一直被认为是评价红外探测器性能的关键技术指标。目前,国防科工委光学计量一级站正在进行红外光谱响应度及其均匀性和直线性的测试研究,也包括对大气窗口一系列特性的测试研究。同时,还评价了一系列商用红外探测器,期望得到性能良好的、可用于不同波段量值传递的红外标准探测器。本文着重介绍红外探测器光谱响应度的均匀性及直线性的测试方法及测试结果,并评价一系列用于量值传递的不同波段的红外探测器。  相似文献   

15.
The recent developments of semiconductor infrared detectors in extending the wavelength coverage and improving the focal plane array (FPA) performance are reviewed. The emphasis is on the GeSi/Si heterojunction infrared photoemission detectors (HIPs), GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetecots (QWIPs), Si, Ge and GaAs blocked impurity band detectors (BIBS), and Si and GaAs homojunction interfacial work-function internal photo-emission (HIWIP) far-infrared (FIR) detectors. The advantages, current status, and potential limitations of these infrared detectors have also been discussed.  相似文献   

16.
High dynamics measurements of spectral response were carried out on quantum well infrared photodetectors (QWIP). Photocurrent spectra were studied over more than three orders of magnitude, revealing the presence of spectral structures which were never observed hitherto. Electric field assisted tunneling and, more surprisingly, Van Hove singularities at the miniband edges, are shown to play an important role in the low and high energy parts of the QWIP photocurrent spectra, respectively. These experimental features motivated us to initiate a theoretical study of the absorption in a multiquantum well structure. Our work is based on the study of the electronic wave function in a periodic structure.  相似文献   

17.
张佩  高爱华  刘卫国 《光学技术》2011,37(1):124-128
为了实现对红外探测器积分响应的自动测量,配合虚拟仪器技术搭建了一套热释电红外探测器积分响应自动测试系统。利用双绞线将测试仪器与计算机连接,以LabVIEW为开发平台编写软件测试系统,遥控测量仪器,实现计算机自动采集和处理数据实时绘制曲线,对LT-020-H型热释电红外探测器在不同调制频率下的积分响应度进行了测试并分析。在500K的黑体辐射下,探测器积分响应度达到3.5×106V/W。通过对实验结果进行分析,得到了探测器响应、黑体辐射温度以及信号调制频率之间的关系。  相似文献   

18.
The polymorphism of cyclopentanol (C5H10O) has been investigated as a function of temperature at ambient pressure and as a function of hydrostatic pressures to 3.7?GPa at room temperature. Differential scanning calorimetry (DSC) and Raman spectra reveal that two plastic phases and two fully ordered crystalline phases are formed during cooling. High pressure Raman and infrared spectra show that cyclopentanol undergoes two-phase transformations. At around 0.6?GPa, the liquid cyclopentanol transforms to a solid plastic structure. On further compression to 1.9?GPa, one fully ordered crystalline phase is observed. Based on pieces of evidence such as peak splitting and emergence of new peaks, it can be concluded that the ordered crystalline structure has a lower symmetry. In addition, the decrease in the wavenumber of the O–H stretching modes at low temperature and high pressure suggests the ordered crystalline phases are characterized by the formation of hydrogen-bonded molecular chains.  相似文献   

19.
The work describes multiband photon detectors based on semiconductor micro-and nano-structures. The devices considered include quantum dot, homojunction, and heterojunction structures. In the quantum dot structures, transitions are from one state to another, while free carrier absorption and internal photoemission play the dominant role in homo or heterojunction detectors. Quantum dots-in-a-well (DWELL) detectors can tailor the response wavelength by varying the size of the well. A tunnelling quantum dot infrared photodetector (T-QDIP) could operate at room temperature by blocking the dark current except in the case of resonance. Photoexcited carriers are selectively collected from InGaAs quantum dots by resonant tunnelling, while the dark current is blocked by AlGaAs/InGaAs tunnelling barriers placed in the structure. A two-colour infrared detector with photoresponse peaks at ∼6 and ∼17 μm at room temperature will be discussed. A homojunction or heterojunction interfacial workfunction internal photoemission (HIWIP or HEIWIP) infrared detector, formed by a doped emitter layer, and an intrinsic layer acting as the barrier followed by another highly doped contact layer, can detect near infrared (NIR) photons due to interband transitions and mid/far infrared (MIR/FIR) radiation due to intraband transitions. The threshold wavelength of the interband response depends on the band gap of the barrier material, and the MIR/FIR response due to intraband transitions can be tailored by adjusting the band offset between the emitter and the barrier. GaAs/AlGaAs will provide NIR and MIR/FIR dual band response, and with GaN/AlGaN structures the detection capability can be extended into the ultraviolet region. These detectors are useful in numerous applications such as environmental monitoring, medical diagnosis, battlefield-imaging, space astronomy applications, mine detection, and remote-sensing. The paper presented there appears in Infrared Photoelectronics, edited by Antoni Rogalski, Eustace L. Dereniak, Fiodor F. Sizov, Proc. SPIE Vol. 5957, 59570W (2005).  相似文献   

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