非致冷红外焦平面读出电路的研究

非致冷红外焦平面阵列是非致冷红外热成像系统的关键部件，读出电路的性能对热图象的质量有很大影响。本文介绍了一种结构紧凑、低功耗的非致冷红外焦平面读出电路；讨论了改进性能的电路设计方案；提出了今后的发展方向。     

非致冷测辐射热计红外焦平面阵列

非致冷测辐射热计以其高性能和低价格 ,成为红外热成像技术新的研究热点。焦平面设计为桥式结构 ,器件制作采用微机械加工技术。文章介绍了该器件的设计、制作、性能和应用。     

非致冷红外焦平面阵列VO2薄膜结构和性能研究

采用射频磁控反应溅射方法，通过精确地控制氧分压、基底温度等关键工艺参数，沉积出满足非致冷红外焦平面阵列使用的VO2薄膜。解决了以往其它方法制备过程中薄膜相成份较为复杂、薄膜不均匀和电阻温度系数达不到使用要求的问题。利用X射线衍射和X射线光电子谱，分析了薄膜的成分、相结构、结晶和价态情况，用原子力显微镜表征了薄膜的微观结构，分光光度计分析了薄膜在可见到红外波段（500－2500nm)高低温透射率变化情况，对薄膜的电学性能也进行了测量和分析。结果表明VO2薄膜纯度高，结晶好，薄膜的光透射率在波长2000nm处相变前后改变了42％，室温下的方块电阻为26．8kΩ/□，电阻温度系数为2．2％／℃。同时给出了利用X射线光电子谱中钒的V2p3/2特征峰位表征氧化钒相结构的方法。     

非致冷红外焦平面阵列研究进展

主要介绍了在室温下工作的红外焦平面的研究进展，非致冷红外焦平面阵列的研制主要分两大类，即热释电焦平面阵列以是辐射热红外焦平面阵列，文中较为详细地介绍这两种探测器的材料及结构，并给出国外对这两咎探测器结构研究的最新发展趋势。     

非致冷微测辐射热计红外焦平面阵列发展现状

综述了非致冷微测辐射热计红外焦平面阵列的发展现状。     

非致冷微测热辐射计阵列的设计

非致冷微型热辐射计焦平面阵列技术在国内已成为研究热点。介绍了微测热辐射计的原理并对其作了简化的计算分析,给出了微测热辐射计的结构、材料、封装和读出电路等重要部分的一些设计方案。     

非制冷铁电混合式红外焦平面探测器

介绍了国内非制冷铁电混合式红外焦平面探测器的最新研究进展,给出器件所采用的铁电材料的基本物理和电学特性参数、器件的热隔离技术和相应参数、读出电路的基本结构和性能,详细讨论了影响性能的关键参数和工艺,最后对试验结果进行了分析.     

非致冷焦平面热成象技术及其应用

９０年代以后，非致冷红外焦平面技术的实用化成为红外热成象技术中最引入注目的突破之一，基估军事和民用领域的广泛应用前景受到国内外的普遍重视。本文综述了非致冷红外焦平面技术的两大技术途径及其特点、发展趋势和应用情况，并了发展我国非致冷红外焦平面技术的途径。     

TMOS红外非致冷传感器及焦平面列阵

美国专利US7489024 (2009年2月10日授权)非致冷焦平面列阵的常规设计均包含一块CMOS读出电路芯片,该芯片上的牺牲层和传感器材料层是先摹制然后再用表面微机械加工方法消除的。由于这种芯片不能完全用标准的CMOS生产线制备,在进行标准     

非致冷红外焦平面阵列用探测材料

非致冷红外焦平面阵列以其高密度、高性能和低成本,成为当前红外热成像技术的研究重点;而探测材料是非致冷红外焦平面阵列的基础。本文重点介绍了目前比较成功的三类非致冷红外焦平面阵列——热电堆型、热敏电阻型和热释电型,在开发过程中所采用的各种探测材料。     

红外焦平面探测器阵列规格的发展

红外焦平面探测器阵列规格的发展是一个从疏到密、从小到大的过程,受到大面积探测器材料生长和小像元制备等因素的限制。战略焦平面阵列一般用于探测点源目标,而战术焦平面阵列则一般用于探测扩展源目标。从相关的基本概念出发,分析了焦平面阵列规格的发展过程,讨论了作用距离与焦平面阵列规格之间的关系。由于电视格式基本固定,在战术焦平面阵列实现全帧格式以后,其规格进一步增加的势头即便不是停止,也必将会趋缓。但是另一方面,因为焦平面阵列的规格越大,其居高临下而一次看到的面积就越广,所以战略焦平面阵列将会继续向超大规格发展。     

Design and Imaging Application of Room-Temperature Terahertz Detector with Micro-Bolometer Focal Plane Array

Room-temperature terahertz (THz) detectors indicate a great potential in the imaging application because of their real-time, compact bulk, and wide spectral band responding characteristics. THz detectors with different dimensions based on a micro-bridge structure have been designed and fabricated to get optimized micro-bolometer parameters from the test results of membrane deformation. A nanostructured titanium (Ti) thin film absorber is integrated in the micro-bridge structure of the VOx micro-bolometer by a combined process of magnetron sputtering and reactive ion etching (RIE), and its improvement of THz absorption is verified by an optical characteristics mesurement. Continuous-wave THz detection and imaging are demonstrated by using a 2.52 THz far infrared CO2 laser and a 320240 vanadium oxide micro-bolometer focal plane array with an optimized cell structure. With this detecting system, THz imaging of metal concealed in a wiping cloth and an envelope is demonstrated, respectively.     

非致冷钛酸锶钡铁电薄膜红外探测器

采用半导体微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)技术制备了具有热隔离微桥的8×8元非致冷Ba0.8Sr02TiO3薄膜红外探测器列阵原型器件.热释电性能优良的Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜是使用浓度为0.05M的前躯体溶液、采用Sol-Gel制备的.在5～30℃的温度范围内,Ba0.8Sro2TiO3薄膜的热释电系数大于20nC/cm2K,在16.8℃处达到最大值41.3 nC/cm2K.在19℃的环境温度下,使用500 K黑体作为红外辐射源,测得10 Hz调制频率下,探测单元的探测率D*为5.9 × 107cmHz1/2W-1.对器件结构的进一步改进和测试条件的进一步改善可望获得更高的探测率.     

非制冷红外焦平面成像系统的高速DSP组件

红外探潜仪是反潜巡逻机携带的一种重要的非声探潜设备。研究了一种基于高速数字信号处理器(DSP)的非制冷红外焦平面成像系统核心组件,实现了红外探测器数据采集、红外图像实时非均匀性校正、红外图像灰度变换等功能,取得了很好的效果。     

红外焦平面阵列探测器盲元检测算法研究

受材料、制造工艺等因素的影响,红外焦平面阵列探测器均存在一定数量的盲元.在分析探测单元响应特性的基础上,提出一新的盲元检测算法.通过调节探测单元响应的显示动态范围,利用设定阈值完成盲元检测.实验表明,算法不受盲元簇大小的影响,查找速度快、定位准确率高,有效提高了图像质量.     

非制冷微悬臂梁式红外焦平面探测器读出电路设计

针对非制冷微悬臂梁电容式红外探测器,设计了一款焦平面读出电路.根据电路噪声建模与分析,对电路进行了优化设计以抑制噪声.采用0.35μm的CMOS工艺设计,制造了16×16读出电路原型.测试结果表明,5V电源电压、50Hz帧频下电路总功耗为16.5mW,典型工作模式下线性度为99.2%,通道一致性大于97%,等效输入噪声电荷小于150e.     

基于Wiener滤波理论的非制冷红外焦平面非均匀校正新算法

提出了一种基于Wiener滤波理论的非均匀校正新算法.讨论了应采用的滤波器结构,滤波器阶数的确定方法以及期望响应的提取方式等关键问题.并在此基础上提出了信号处理的解决方案,可以具备良好的实时性.     

基于FPGA实现的IRFPA探测器驱动电路的设计

介绍了IRFPA(infrared focal plane arrays)探测器驱动电路的系统组成及工作原理,设计采用单片FPGA芯片实现探测器控制及红外图像的预处理,减小了整个系统的设计尺寸,提高了设计的集成度。详细介绍了核心器件FPGA的算法实现,给出了关键模块的设计方法、流程。通过应用于640×512红外焦平面阵列探测器,验证了方法的可性能,成像效果清晰、对比度高,满足后期图像处理的要求。     

非制冷焦平面红外探测器的双波段成像理论

本文研究了热电型非制冷焦平面红外探测器在4状态斩波调制下的信号响应,从理论上得到了响应信号的变化,数值模拟分析表明,响应信号的变化可以反映出景物入射辐射在双波段的差异,由此可望通过单一非制冷钛酸锶钡(Ba_xSr_1-xTiO₃,BST)焦平面探测器,实现获取景物双波段信息的热成像系统.     

混成式焦平面阵列芯片倒装互连技术研究

介绍了为保证倒装焊接性能,设备所采取的措施.对比了不同形貌铟柱的优缺点,分析了互连可靠性与铟柱高度的关系,介绍了考核互连可靠性的方法.通过互连技术研究,我们实现了较高性能的倒装互连,互连条件选择温度在60℃～140℃范围,压力范围0.1克/铟柱～0.5克/铟柱.互连连通率＞99.9%,互连后的芯片组件在低温(77K)与常温(23℃)间不少于100次的反复冲击的情况下,测试接触性能及InSb二极管性能都无变化,满足了互连器件可靠性要求.