熱釋電探測器
熱釋電探測器是對紅外光靈敏的光電部件,通常用于探測2 到14µm間的電磁輻射。
InfraTec公司的熱釋電紅外探測器的接收芯片是單晶的鉭酸鋰。因為其具有非常高的居里溫度620 °C,可以保證很小的溫度系數以及長時間的信號穩定性。
熱釋電探測器是如何工作的?
由于熱釋電晶體的單極軸特性,固其特有非對稱性。隨著溫度的變化產生極化,即所謂的熱釋電效應,目前廣泛用于傳感器技術。熱釋電晶體需要制備的非常薄,并且在垂直于極軸的方向上鍍上電極。在上層電極上還需要加吸收層(黑化層)。當這一吸收層接觸到紅外輻射后,熱釋電芯片被加熱并且產生表面電極。如果輻射量中斷,則會產生一個與極化方向相反的電荷。然而此類電荷非常小,所以在被晶體內部電阻中和之前,需由超低噪聲和超低漏電流的場效應管(JFET)或者運算放大器(OpAmp)將電荷轉換成信號電壓。熱釋電探測器即使在4K赫茲的時候也能表現出很高的信噪比。例如,在傅里葉紅外光譜儀中,熱電堆只能在幾個赫茲下表現較好的信號。
InfraTec的PYROMID®多通道探測器
實驗:熱釋電效應
改變晶體材料鉭酸鋰(LiTaO3)的溫度會改變其極化。當晶體被加熱和冷卻時,會產生極性相反的表面電荷。這些電荷通過頂部和底部表面之間的可見火花而均衡。
火工品的影響——來自施瓦茨·貝希奇泰滕·克里斯托爾
玩
InfraTec公司集成分光器的熱釋電探測器
除了熱釋電芯片外,熱釋電紅外探測器也包括了光學和微機械的組件。配備有雙通道和四通道的分光探測器,集成CMOS放大器,是具有熱學、電學和光學組件一體的微系統。
熱釋電是壓電晶體子群的一個特征,所以熱釋電材料都具有壓電特性。空氣和固體振動對其有影響,通常稱為麥克風效應。InfraTec公司的熱釋電芯片有取得專利的降低麥克風效應技術。所以在很多探測器中我們加入了這一設計,使得這一效應產生的干擾噪聲達到探測器基體噪聲相等的級別。
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