探測器成像原理
根據這些物理量的變化,熱紅外探測器主要利用紅外輻射吸收在檢測器敏感元件電阻,極化強度,電勢,電流,體積和其他物理變化中產生溫度變化,這可以區(qū)分目標對象信息。
光子探測器不需要光-熱轉化過程由于光電效應,敏感元件吸收光子,直接與電子相互作用,直接生成電信號。
冷卻紅外探測器 |
未冷的紅外探測器 ? ?? |
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工作原理 |
基于通過敏感材料吸收紅外輻射產生的光電效應,檢測單元吸收光子,然后更改電子狀態(tài),從而引起光子效應,例如內部光電效應和外部光電效應。 |
使用紅外輻射的熱效應檢測紅外輻射 |
優(yōu)點? |
高靈敏度,較長的檢測距離,快速響應速度,穩(wěn)定的性能 |
小尺寸,低功耗,低價,F(xiàn)PA可以在室溫下工作 |
缺點 |
FPA需要低溫(77K/150K/200K)環(huán)境,需要安裝制冷設備,設備消耗量大且昂貴。 |
較低的靈敏度,較短的觀察距離,響應時間較慢 |
應用 |
長-范圍監(jiān)控,目標跟蹤,航空,航空航天,偵察,安全和監(jiān)視 |
可以滿足一般邊界的要求以及大多數平民需求,火災警報,工業(yè)檢測,安全監(jiān)控等。 |
檢測器類型-未冷的金屬?
金屬外殼 +玻璃或鏡頭窗戶
優(yōu)勢
1。高熱量散發(fā):金屬封裝會迅速進行熱量,適用于中/高功率熱成像探測器。
2。電磁屏蔽:金屬外殼可以減少外部電磁干擾(EMI)并改善信號穩(wěn)定性。
3。高機械強度:防震,抗振動,適用于軍事,汽車和其他惡劣的環(huán)境。
4。良好的氣體緊密度:可以用惰性氣體(例如氮)填充,以防止氧化并延長檢測器的壽命。
缺點
1。重量大:高金屬密度,不利于便攜式設備輕巧。
2。成本更高:精密金屬加工,貴金屬零件,增加制造成本。
檢測器類型-未冷卻的陶瓷?
陶瓷基材 +金屬蓋
優(yōu)勢
1。高溫/腐蝕性:陶瓷(例如Al?o?,Aln)可以承受500°C或更多的高溫,使其適合于航空航天和核電等極端環(huán)境。
2。低熱電阻:諸如氮化鋁(ALN)之類的陶瓷具有接近金屬的導熱性,并且具有極好的熱量散熱。
缺點
1。高脆性:易于破裂,加工難度很大。
2。更高的成本:精密陶瓷包裝價格高于塑料,但低于金屬封裝包裝。
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檢測器類型-未冷的晶圓?
包裝直接在晶圓上完成?
優(yōu)勢?
Ultra -小型化:包裝直接在晶圓上完成,尺寸最小?
集成:與CMOS過程兼容。
低成本(大容量):晶圓-電平處理,單位成本明顯降低
缺點?
環(huán)境耐受性差:通常無氣密,害怕濕度和灰塵。
較弱的熱量散熱:依靠硅-基于硅的散熱,在高功率方案中可能過熱。
可靠性挑戰(zhàn):在熱循環(huán)下容易焊接疲勞,壽命低于金屬/陶瓷包裝。
檢測器類型-一般冷卻
通常冷卻的探測器:?
探測器類型:尿尿酸汞(MCT/HGCDTE)?
開始-時間:≤8min?
幀速率:最多100Hz?
平均失敗時間:≥6000H
檢測器類型-熱冷卻?
熱冷卻探測器:?
檢測器類型:II類超晶格?
按時電源:≤3min?
幀速率:50/30Hz?
平均失敗時間:≥20000H