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超表面在微测辐射热计中的应用
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作者 杨君 袁俊 +3 位作者 杨春丽 王文金 张杰 李华妮 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-11,共11页
超表面突破了传统自然材料的电磁特性限制,同时也解决了三维超材料难以加工实现等瓶颈问题,使器件朝着集成化,小型化,低成本,可调谐的方向不断发展。目前超表面已在许多领域得到了较为广泛的应用,在探测器领域也越来越受到人们的重视,... 超表面突破了传统自然材料的电磁特性限制,同时也解决了三维超材料难以加工实现等瓶颈问题,使器件朝着集成化,小型化,低成本,可调谐的方向不断发展。目前超表面已在许多领域得到了较为广泛的应用,在探测器领域也越来越受到人们的重视,通过独特的材料、结构设计,超表面可有效完成电磁波各项特性的精确调控,通过超表面的集成,微测辐射热计在光吸收增强,器件波段选择改善等方面有了更多的可能性。本文针对超表面及其在微测辐射热计上的应用研究进行了阐述,展现了超表面在这一领域的发展趋势和广阔前景。 展开更多
关键词 超表面 微测辐射热 光吸收增强 波段选择
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城市下垫面辐射热作用过程差异分析
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作者 文莉娟 刘大龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期446-452,共7页
为了研究城市不同下垫面辐射热作用过程的差异,选取4种下垫面(草地、混凝土、铺面砖、沥青)为研究对象,测量不同下垫面反射的短波辐照度、向上的长波辐照度、地表热流强度以及空气温度、风速等环境参量。分析对比不同下垫面辐射热传递... 为了研究城市不同下垫面辐射热作用过程的差异,选取4种下垫面(草地、混凝土、铺面砖、沥青)为研究对象,测量不同下垫面反射的短波辐照度、向上的长波辐照度、地表热流强度以及空气温度、风速等环境参量。分析对比不同下垫面辐射热传递过程中的差异。结果表明:大气逆辐照度占下垫面吸收辐射热的65%以上,4种下垫面以长波辐射的形式释放热量均在75%以上;下垫面与空气间的换热主要以辐射换热的方式进行;夏季草地热稳定性最好,混凝土下垫面的热稳定性最差;冬季混凝土的热稳定性最好,铺面砖的热稳定性最差。 展开更多
关键词 太阳能建筑 下垫面 辐射热过程 热传导 辐射换热
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基于超表面微辐射热计的双色偏振探测器
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作者 蒋顺 方锐 +2 位作者 李君宇 邵晓冬 易飞 《飞控与探测》 2024年第5期75-86,共12页
介绍了利用超表面吸收体即具有亚波长尺寸和间距的光学谐振器阵列来取代分立的滤光片和偏振片实现了氧化钒(VO x)微测辐射热计对光谱和偏振的同时选择。超表面吸收体选择性地吸收特定波段的TM偏振光而反射TE偏振光,其中特定波段的中心... 介绍了利用超表面吸收体即具有亚波长尺寸和间距的光学谐振器阵列来取代分立的滤光片和偏振片实现了氧化钒(VO x)微测辐射热计对光谱和偏振的同时选择。超表面吸收体选择性地吸收特定波段的TM偏振光而反射TE偏振光,其中特定波段的中心波长和带宽可人为调动。针对5.3~6.6μm和6~7.4μm两个红外波段分别设计制备了超表面吸收体,制备出的超表面吸收体对TM偏振光的吸收率分别为0.8322和0.7720,偏振消光比分别为42.24和42.65。并将超表面吸收体与氧化钒微测辐射热计进行了集成,测试得到的探测器响应谱与超表面吸收体的吸收谱能够较好地吻合。制备出的两种探测器的峰值响应度分别为1.0V/W和1.46V/W,分别位于6.0μm和6.8μm处。同时两个探测器的峰值探测率分别为6.94×10^(5)cm·Hz^(1/2) W^(-1)和9.95×10^(5)cm·Hz^(1/2) W^(-1),工作频率分别为11Hz和36Hz。我们的工作为实现大面阵室温多光谱偏振成像探测器提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 非制冷红外探测 微测辐射热 光谱探测 偏振探测 超表面
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基于3ω法的微测辐射热计像元薄膜热导率测试
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作者 柴星涛 程龙 +2 位作者 史杰 董珊 陈文礼 《红外》 CAS 2024年第9期7-16,共10页
热导是微测辐射热计像元的重要参数之一,其大小直接影响像元的响应高低。热导与组成像元的薄膜材料的热导率相关,薄膜的特征尺寸、温度和淀积工艺皆会影响热导率。监控工艺线上薄膜的热导率,对像元的设计具有重要意义。根据3ω谐波探测... 热导是微测辐射热计像元的重要参数之一,其大小直接影响像元的响应高低。热导与组成像元的薄膜材料的热导率相关,薄膜的特征尺寸、温度和淀积工艺皆会影响热导率。监控工艺线上薄膜的热导率,对像元的设计具有重要意义。根据3ω谐波探测技术,搭建了薄膜热导率的测试系统,测试了厚度为20~100 nm的氮化硅(SiN x)及二氧化硅(SiO 2)薄膜的热导率,包括温度特性和尺寸特性。根据尺寸特性计算得到SiN x的本征热导率为0.747 W/(m·K),SiO 2的本征热导率为1.085 W/(m·K)。测得厚度为100 nm的钛(Ti)金属薄膜的热导率为6.708 W/(m·K)。与基于光热法的测试系统相比,基于3ω法的测试台架搭建更简单。该方法利用微机电系统(Micro-Electromechanical Systems,MEMS)制造工艺制备测试样品,是MEMS产品设计与制造中表征微纳尺度薄膜热导率的理想方案。 展开更多
关键词 微测辐射热 热导 薄膜热导率 3ω谐波探测技术
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基于蒙特卡罗法的辐射热防护测试仪的数值分析 被引量:2
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作者 万贤福 汪军 黄伟 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期63-66,78,共5页
为了探讨辐射热防护测试(RPP)仪在试样表面产生的辐射热通量分布,采用蒙特卡罗法对RPP建立了数值模型,并进行了实验验证.计算结果与实验结果十分吻合,证明了模型的合理性与正确性.计算结果显示,在试样的入射表面,辐射热通量呈椭圆形分布... 为了探讨辐射热防护测试(RPP)仪在试样表面产生的辐射热通量分布,采用蒙特卡罗法对RPP建立了数值模型,并进行了实验验证.计算结果与实验结果十分吻合,证明了模型的合理性与正确性.计算结果显示,在试样的入射表面,辐射热通量呈椭圆形分布,能量集中在内部区域,在中心区域的辐射热通量分布相对均匀,两侧边缘的辐射热通量相对较低.研究结果为进一步研究RPP测试试样的防护效果提供了理论依据. 展开更多
关键词 辐射热传递 辐射热防护 辐射热通量 蒙特卡罗法
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星载遥感相机焦面窗口玻璃辐射热差消除设计
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作者 李永昆 高长春 +2 位作者 焦建超 吴立民 于振涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期320-326,共7页
应某星载高精密遥感相机的功能指标要求,镜头及焦面探测器工作在不同温度,且存在较大温差,以致焦面探测器窗口玻璃的冷辐射使镜头最后一片透镜的温度梯度、面型参数等发生较大变化,不能满足光学系统成像质量的要求。为消除焦面探测器窗... 应某星载高精密遥感相机的功能指标要求,镜头及焦面探测器工作在不同温度,且存在较大温差,以致焦面探测器窗口玻璃的冷辐射使镜头最后一片透镜的温度梯度、面型参数等发生较大变化,不能满足光学系统成像质量的要求。为消除焦面探测器窗口玻璃的冷辐射对光学系统的影响,提出了一种于焦面探测器窗口玻璃与镜头间增加一层阻隔光窗的设计,用于将焦面窗口玻璃的冷辐射进行阻隔屏蔽,从而使光学系统的成像质量达到要求。经过建模仿真对比,证明文中的设计形式能够消除焦面组件与镜头组件间的辐射热差,提升了相机的成像质量,验证了该设计的正确性与合理性,为星载高精密相机消除部组件间的辐射热差设计起到了一定的指导作用。 展开更多
关键词 高精密遥感相机 辐射热 阻隔光窗 建模仿真
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太阳辐射热利用优先的户内空间适配组合模式研究 被引量:1
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作者 武玉艳 陈景衡 《世界建筑》 2023年第1期94-98,共5页
针对户型空间布局如何更直接高效地利用太阳能资源的问题,以太阳能资源富集的拉萨地区为例,通过对当地住宅户内太阳辐射热空间分布规律分析和设计要素整合,量化户内太阳辐射热利用分区,提出空间适应性布局概念及适配应用模式,探索住宅... 针对户型空间布局如何更直接高效地利用太阳能资源的问题,以太阳能资源富集的拉萨地区为例,通过对当地住宅户内太阳辐射热空间分布规律分析和设计要素整合,量化户内太阳辐射热利用分区,提出空间适应性布局概念及适配应用模式,探索住宅建筑直接利用太阳辐射热实现节能减排的绿色建筑设计新方式。 展开更多
关键词 太阳辐射热利用 空间分区 空间组合模式 空间交界面 住宅 拉萨
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全自动辐射热传导测试仪的研发 被引量:1
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作者 徐远志 白振华 +2 位作者 韩祥 穆岩 陈波 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2023年第4期68-72,共5页
为了研发出操作更方便、测试更准确的辐射热传导测试仪,以辐射热源单元、数据采集单元、运动控制单元、冷却系统单元、安全保护单元为核心,采用以逐次逼近法为基础运算配以数据统计法的专用操作软件,设计了一种全自动辐射热传导测试仪... 为了研发出操作更方便、测试更准确的辐射热传导测试仪,以辐射热源单元、数据采集单元、运动控制单元、冷却系统单元、安全保护单元为核心,采用以逐次逼近法为基础运算配以数据统计法的专用操作软件,设计了一种全自动辐射热传导测试仪。实现了测试数据自动处理、测试报告自动生成、辐射热源自动校准、辐射热功率智能调节等多项人性化功能。认为:研发的全自动辐射热传导测试仪达到了国外同类仪器水平,减少了人员的劳动量,保证了人员的安全。 展开更多
关键词 辐射热传导测试仪 硅碳管 热量计 温度采集 PLC逻辑控制器 步进电机控制单元 气动控制单元
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关于辐射热源热传导强度测量精度提升的研究
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作者 周军红 吴健鸥 +2 位作者 梅书刚 林鼎添 罗旭东 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第S01期149-152,共4页
为了压制辐射热源热传导过程中辐射强度的不均匀性和不稳定性,提高辐射热计等测量仪器量传溯源精度,作者在传统白炽灯泡热源的基础上增加了侧面开口的漫反射球形外壳,白炽灯向外辐射的热量经过球壳内壁漫反射后经过侧面开口向外传导。... 为了压制辐射热源热传导过程中辐射强度的不均匀性和不稳定性,提高辐射热计等测量仪器量传溯源精度,作者在传统白炽灯泡热源的基础上增加了侧面开口的漫反射球形外壳,白炽灯向外辐射的热量经过球壳内壁漫反射后经过侧面开口向外传导。开口面法线方向上辐射强度的不均匀性、不稳定性得到明显改善。经过对比无球形外壳、有球形外壳两种条件下的辐射热强度测量数据,辐射不均匀性从10.64%降低到1.57%,辐射不稳定性从1.7%降低到1.2%,辐射热计校准不确定度从13.28%降低到4.88%,降低比率分别为85.2%、29.4%、63.2%。 展开更多
关键词 辐射热 辐射热不稳定性 辐射热不均匀性 测量精度提升 测量不确定度
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太阳辐射热利用优先的住宅空间叠合模式研究
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作者 武玉艳 陈景衡 汪珊珊 《室内设计与装修》 2023年第8期108-109,共2页
以太阳辐射资源富集的拉萨地区为例,梳理空间的太阳辐射热利用设计特点,对住宅竖向维度上形体空间分段设计特征及各分段太阳辐射热利用条件进行分析,提出住宅竖向空间叠合模式,探索以空间为核心转化地域太阳辐射资源的建筑低耗能设计创... 以太阳辐射资源富集的拉萨地区为例,梳理空间的太阳辐射热利用设计特点,对住宅竖向维度上形体空间分段设计特征及各分段太阳辐射热利用条件进行分析,提出住宅竖向空间叠合模式,探索以空间为核心转化地域太阳辐射资源的建筑低耗能设计创作的有效途径。 展开更多
关键词 地域绿色建筑 太阳辐射热 空间叠合模式 住宅 拉萨
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微测辐射热计器件工艺开发和特性评估
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作者 刘伟 何兵 +1 位作者 马特 刘刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期40-46,共7页
依托半导体生产线开发了基于MEMS微桥结构的微测辐射热计(micro-bolometer)器件,其中,使用化学气相沉积(CVD)技术开发了非晶硅(α-Si)薄膜工艺,并将其用作微测辐射热计器件的敏感层材料,该材料在1 000A厚度下的膜厚均匀性可以控制在2%以... 依托半导体生产线开发了基于MEMS微桥结构的微测辐射热计(micro-bolometer)器件,其中,使用化学气相沉积(CVD)技术开发了非晶硅(α-Si)薄膜工艺,并将其用作微测辐射热计器件的敏感层材料,该材料在1 000A厚度下的膜厚均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),电阻均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),其室温下的电阻温度系数(TCR)可以达到-2.5%左右;采用先刻沟槽工艺技术开发了MEMS微桥结构的接触模块,以无支撑柱结构实现了其支撑和电连接结构;使用Ti/TiN薄金属薄膜作为电极层,并利用电极层图形实现该敏感层电阻器件的电连接和图形定义;开发了高性能敏感层电阻工艺技术,实现了对敏感层材料工艺损失和电极层侧面腐蚀的良好工艺控制。在完成微测辐射热计器件工艺开发后,对其进行了器件级测试和评估,结果表明:该器件室温电阻值在250 kΩ左右,且具有优异的欧姆接触特性;室温下器件级TCR在-2%左右,略低于非晶硅薄膜材料TCR的测试值;同时,对该器件进行的升温和降温测试结果表明,文中开发的敏感层材料没有滞回效应。最后,对该器件进行释放工艺处理形成悬空的MEMS微桥结构,经扫描电镜(SEM)和光学显微镜测试评估,其微桥表面呈现良好的平坦度和均匀性,能够很好地满足微测辐射热计及相应的非制冷红外探测器产品的技术需求。 展开更多
关键词 微测辐射热 MEMS 微桥结构 敏感层
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双层伞状开孔的微测辐射热计红外吸收分析
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作者 蒋君贤 王涛 +2 位作者 陈超 吴志明 王军 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第1期44-48,共5页
建立了具有伞状吸收层结构的微测辐射热计探测单元的红外吸收模型。基于光学导纳矩阵法和阻抗匹配理论,采用三维电磁仿真软件CST,对伞状结构不同开孔尺寸和形状下模型的红外吸收特性进行了分析。结果表明,双层伞状开孔微测辐射热计光学... 建立了具有伞状吸收层结构的微测辐射热计探测单元的红外吸收模型。基于光学导纳矩阵法和阻抗匹配理论,采用三维电磁仿真软件CST,对伞状结构不同开孔尺寸和形状下模型的红外吸收特性进行了分析。结果表明,双层伞状开孔微测辐射热计光学性能与伞状结构开孔大小有密切的关系。该伞状微测辐射热计中引入开孔后,在保持较高的红外吸收特性的基础上,减少了探测单元热容,从而提升了器件响应速度。最终所得探测单元在8~14μm红外波段内的平均吸收率为85%,满足超大规模小像元非致冷红外焦平面探测器的设计要求。 展开更多
关键词 微测辐射热 光学仿真 小像元 吸收率 微桥结构
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非制冷红外微测辐射热计的研制 被引量:6
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作者 刘西钉 江美玲 +3 位作者 冯晓梅 丁爱娣 梁平治 沈学础 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期459-462,共4页
采用多晶硅薄膜材料作为热敏电阻材料,以普通的IC工艺及微机械加工技术研制成功了在室温下工作的红外微测辐射热计,其多晶硅电阻温度系数为-2%℃-1,探测率D*达2×108cm·Hz1/2·W-1.
关键词 多晶硅 非制冷 微测辐射热 红外 辐射热
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微辐射热计的光学与热学设计 被引量:8
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作者 董良 岳瑞峰 刘理天 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期109-113,共5页
针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计 ,分析了SiO2 红外吸收层 /poly Si热敏感薄膜电阻层 /SiO2 支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性 ,研究了SiO2 红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响 .与常规设计思想不同的是 ,没... 针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计 ,分析了SiO2 红外吸收层 /poly Si热敏感薄膜电阻层 /SiO2 支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性 ,研究了SiO2 红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响 .与常规设计思想不同的是 ,没有假设微辐射热计的平均红外吸收率一定 ,而将不同厚度的SiO2 红外吸收层所对应的膜系平均红外吸收率用于微桥的热学设计中 ,通过有限元分析软件ANSYS5 .7,得到SiO2 红外吸收层的最佳厚度 。 展开更多
关键词 辐射热 光学设计 热学设计 红外吸收率 红外焦平面阵列 微测辐射热 红外辐射
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辐射热测量仪器及其应用 被引量:1
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作者 卢丹 张庆 +1 位作者 甘永祥 戴自祝 《中国卫生工程学》 CAS 2005年第2期87-88,共2页
关键词 辐射热测量仪器 室内气象条件 辐射温度 空气温度 辐射热
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辐射热防护测试仪的设计探讨
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作者 万贤福 汪军 李东 《纺织器材》 2015年第4期60-63,共4页
为了对辐射热防护测试仪的设计进行优化,分析其设计原理,通过计算机数值模拟的方法,探讨灯管长度、数量、直径、间距4个设计要素对辐射热防护测试仪关键性能指标的影响;采用单因素分析方法得出辐射热防护测试仪的性能提升,可以通过调整... 为了对辐射热防护测试仪的设计进行优化,分析其设计原理,通过计算机数值模拟的方法,探讨灯管长度、数量、直径、间距4个设计要素对辐射热防护测试仪关键性能指标的影响;采用单因素分析方法得出辐射热防护测试仪的性能提升,可以通过调整灯管数量和灯管间隔来实现,而灯管直径和长度不是需要特别关注的要素;指出:灯管数量为8支、间距为15mm是较优的选择;其综合效果需进一步通过两个因素的组合进行比较分析。 展开更多
关键词 辐射热防护测试仪 计算机模拟 辐射热 优化 设计 灯管
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320×240长波非致冷微测辐射热计红外热象仪的研制 被引量:14
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作者 孔令彬 易新建 +1 位作者 王典洪 陈四海 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期596-600,共5页
介绍了基于微测辐射热计 3 2 0× 2 40长波非致冷红外热象仪的研制 ,详细说明了其电气系统的设计方法及技术关键 ,并对其光学系统进行了简要说明 .采用高象质的双反射光学系统以减少象差 ;红外探测器采用 3 2 0× 2 40长波非致... 介绍了基于微测辐射热计 3 2 0× 2 40长波非致冷红外热象仪的研制 ,详细说明了其电气系统的设计方法及技术关键 ,并对其光学系统进行了简要说明 .采用高象质的双反射光学系统以减少象差 ;红外探测器采用 3 2 0× 2 40长波非致冷集成微测辐射热计红外焦平面阵列( FPA) ;电气系统采用复杂可编程逻辑器件 ( CPLD)完成红外焦平面阵列的驱动 ,应用数字信号处理 ( DSP)技术实现红外焦平面阵列的非均匀性校正、图象增强及红外图象实时显示等 . 展开更多
关键词 微测辐射热 焦平面阵列 非均匀性校正 红外热象仪 红外探测器 非致冷红外热成象
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非制冷微测辐射热计探测器工作温度特性研究 被引量:8
18
作者 孙恋君 张俊举 +2 位作者 王世允 常本康 钱芸生 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期232-236,共5页
根据非制冷红外热成像技术的基本原理,通过对α-Si微测辐射热计探测器响应性能及功耗特性的分析,得到了探测器噪声等效温差NETD、探测率及功耗与工作温度之间的关系.提出了在环境温度变化范围较大的情况下改善探测器低温环境工作性能的... 根据非制冷红外热成像技术的基本原理,通过对α-Si微测辐射热计探测器响应性能及功耗特性的分析,得到了探测器噪声等效温差NETD、探测率及功耗与工作温度之间的关系.提出了在环境温度变化范围较大的情况下改善探测器低温环境工作性能的方法——采用多个工作温度点.并对探测器采用0℃和30℃双工作温度点工作进行了实验,实验结果表明,该方法切实有效,可以显著扩展非制冷微侧辐射热计探测器的环境温度适用范围. 展开更多
关键词 红外物理 微测辐射热 工作温度特性 红外焦平面阵列 噪声等效温差 功耗
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用于微测辐射热计的氧化矾热敏材料的温度特性 被引量:8
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作者 曹永峰 蒋玉龙 +3 位作者 段鹏 茹国平 李炳宗 陈永平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期58-62,共5页
氧化矾作为非制冷微测辐射热计的热敏材料,电阻率ρ和电阻温度系数TCR(Temperature Co-efficient of Resistance)是表征其性能的重要参数。通过对用离子束溅射得到的氧化矾薄膜在相同时间不同温度下的N2+H2退火实验,我们发现氧化矾薄膜... 氧化矾作为非制冷微测辐射热计的热敏材料,电阻率ρ和电阻温度系数TCR(Temperature Co-efficient of Resistance)是表征其性能的重要参数。通过对用离子束溅射得到的氧化矾薄膜在相同时间不同温度下的N2+H2退火实验,我们发现氧化矾薄膜的电阻率ρ和电阻温度系数TCR之间存在着密切的正相关关系,AES结果表明它们的变化对应着氧化矾热敏材料的O/V比例(或氧空位浓度)的变化。这三个参量随着退火温度的改变而变化,在350~500 ℃的退火温度范围内,我们发现电阻率ρ,电阻温度系数TCR以及O/V比例随着温度的变化均出现一个峰值。通过对氧化矾的电阻温度特性的分析,我们讨论了氧化矾薄膜的导电机制。我们认为,用本方法制备的氧化矾薄膜在室温下导电的载流子主要来自于相对较深能级杂质的电离。 展开更多
关键词 微测辐射热 氧化矾 热敏材料 温度特性 电阻温度系数 氮氢退火 红外探测器
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微测辐射热计微桥结构性能分析 被引量:5
20
作者 李素 吴志明 +2 位作者 蒋亚东 杨晓瑜 李世彬 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1728-1730,共3页
微测辐射热计的设计难点是起支撑作用的微桥结构的设计.重点研究了现在流行的几种微桥结构,对其性能参数进行分析比较,提出了多层结构的优点.并使用有限元分析软件对不同微桥进行结构分析,以比较其稳固性.
关键词 微测辐射热 微桥结构 热参数 有限元
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