集成式偏振红外焦平面探测器的制备

集成式偏振红外焦平面探测器是红外探测器应用的新的发展方向,国内近几年开展了相关的研究工作,本文围绕集成式长波320×256碲镉汞偏振红外焦平面探测器的研制,叙述了从技术路线选择到偏振结构的设计、制备等方面开展的工作及阶段测试结果,这些工作为后续的研制打下了良好的基础。

冷屏黑层抑制杂散辐射分析研究

通过对冷屏抑制杂散辐射原理的分析,得出测量冷屏内表面的反射是研究工作的切入点,从而从基本能量传递方程中确定表征冷屏内表面黑层特性的BRDF。通过对2.5～14μm冷屏黑层BRDF的测试,发现在接收角度变小的情况下,黑层BRDF出现较大的变化,确定了下一步改进的方向。

杜瓦热耗的影响因素分析

随着红外探测器杜瓦组件生产数量和品种的增加,对杜瓦热耗提出一致性好和较低热耗的要求,本文从理论上分析了影响杜瓦热耗的因素,从实际出发,根据应用的具体情况提出需要控制的主要因素,通过实际制作样品和对大量数据的统计分析,验证了理论分析的结果,为降低和稳定控制杜瓦热耗提供了明确的依据,对杜瓦设计、开发、生产具有一定的参考价值。

碲镉汞集成偏振探测器应力分析

红外碲镉汞集成偏振探测器的结构是采用多个芯片叠层的方式,由于各层的材料不同,热膨胀系数不同,在低温下工作时各层界面之间存在应力,应力控制的不好会造成芯片裂片等情况,导致探测器性能劣化或无法使用。本文对长波320×256碲镉汞集成偏振探测器的裂片现象进行了分析,对存在的应力运用软件进行了仿真,得到了碲镉汞芯片上的应力值及减小应力的方向。针对仿真分析的结果进行了相应的铟柱降低、碲锌镉衬底减薄的试验,解决了碲镉汞集成偏振探测器的裂片现象。

红外焦平面探测器杜瓦组件杂散辐射研究

在对红外焦平面探测器杜瓦组件杂散辐射分析的过程中,建立了分析模型,通过对模型进行光线追迹,找到了窗片、滤光片、冷屏、探测器芯片的反射是产生杂散辐射的原因。针对这些原因,采取了相应抑制杂散辐射的方式,包括通过镀膜降低窗片、滤光片反射率,通过发黑、设计多层隔板来提高冷屏的吸收能力,通过在探测器芯片上制作可靠性高的微纳结构来降低表面反射率等,起到了较好的效果。

长波碲镉汞集成偏振探测器的设计

红外探测器已经得到了广泛的应用,近年来,对红外探测器的探测、识别能力提出了更高的要求,迫切需要红外探测器进行创新发展。随着微电子工艺的快速进步,使多种功能的芯片集成在红外探测器上成为可能,也为红外探测器进行创新提供了基础。本文介绍了偏振探测功能在长波碲镉汞探测器上的集成设计、相应的设计验证结果以及成像试验情况,这些工作的介绍为集成红外探测器的开发提供了良好的借鉴。

从短波光学系统的初步设计看短波杜瓦的开发

通过 SWIR 光学系统的设计发现了目前短波杜瓦组件在设计中需改变的设计思路,即短波杜瓦内部可以不设计单独的冷屏,将孔径光阑放在光路中合适的位置即可。

一种光学集成式杜瓦组件的设计与制备

红外探测器杜瓦集成光学技术通过将光学系统集成在杜瓦组件内部,使之处于恒定的低温环境中,实现光学系统的低温化、无热化和小型化,有效提高红外成像系统的探测精度、灵敏度和对环境温度变化的适应能力。本文通过短焦距、大视场集成光学中测杜瓦组件的研制,获得了杜瓦内集成低温光学系统的设计方法,对于开展杜瓦集成光学技术研究具有一定的参考意义。

光学元件表面疵病影响杜瓦光学特性的仿真分析

红外探测器光学元件表面疵病、污染可能会降低系统的探测性能。杜瓦中窗片、滤光片表面存在不同程度的麻点、划痕,采用光学仿真软件LightTools计算分析光学元件表面不同疵病等级情况下的光学参数,引入杂散辐射系数和信杂比的概念对杜瓦光学特性进行评估,合理判断光学元件的表面疵病容限。同时仿真分析滤光片位置造成的表面疵病对杜瓦光学特性的影响。结果表明:随着窗片、滤光片表面疵病等级增加,接收像面非均匀性增加、信号强度减弱,且在相同疵病等级情况下,滤光片与芯片距离越近,疵病对杜瓦光学特性影响越大,因此在杜瓦设计时必须严格控制光学元件表面疵病容限,并合理设置滤光片封装位置。

红外带通滤光片77K光谱漂移特性实验研究

红外带通滤光片是决定红外探测器组件光谱响应范围的重要元件。滤光片光谱的截止波长在低温下会产生漂移,从而影响组件的光谱响应范围。为探究滤光片在低温下的光谱漂移情况,选取了几种典型的红外带通滤光片,并分别在常温和77 K温度下使用自制的低温光谱测试杜瓦对其进行了光谱测试。结果表明,低温下滤光片的前截止波长均向短波方向漂移。该漂移量的大小主要与工作波段有关。工作波长越长,漂移量越大。中波红外带通滤光片的截止波长在低温下的漂移量小于100 nm。基片材料对截止波长漂移的影响较小。该结论对于红外探测器滤光片的光谱设计具有重要的参考价值。