用于VOCs气体探测的制冷型红外探测器

随着红外技术的发展,制冷红外探测器在气体探测领域发挥出重要作用。介绍了国内外关于制冷红外气体探测器的研究情况,并详细阐述了近期浙江珏芯微电子有限公司在挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)气体探测器方向上的研究进展。通过窄带低温滤光片设计、杂散辐射抑制及探测器组件工艺等方面的关键技术研究,实现了制冷红外气体探测器的制备,在此基础上对探测器进行了系统性的性能评价与分析,展示了实际成像效果。

2048×2048 HgCdTe红外焦平面杜瓦冷头热应力有限元分析

利用有限元方法对2048×2048(15 m)红外焦平面杜瓦冷头的原始结构以及加入的平衡层结构进行了分析。在陶瓷基板下方增加膨胀系数较小的平衡层,对探测器芯片变形及热应力有一定的缓解作用。通过增大AlN平衡层上表面的直径,减小了芯片中心以外的翘曲范围,缓解了应力过于集中的问题。当直径超过芯片对角长度时,最大热应力骤减,最终趋于稳定;芯片变形量随之迅速减小。在直径为36 mm时,达到最小值(6.86 m);随后缓慢增加并趋于稳定。当AlN平衡层的直径超过芯片对角长度后,AlN平衡层的厚度对芯片变形的影响开始减小。通过加入AlN平衡层能够有效改善大面阵焦平面探测器芯片的变形及热应力,同时通过调节AlN平衡层的结构,可进一步优化探测器杜瓦组件的可靠性。

640×512小型化红外探测器杜瓦组件可靠性研究

在SWa P^(3)(Size,Weight,and Power,Performance and Price)概念的驱使下,第三代制冷红外探测器向着高性能、小型化和轻量化的方向发展。作为军用核心电子元器件,制冷红外探测器的可靠性成为研究的重点。以浙江珏芯微电子有限公司所研制的640×512/15μm小型化杜瓦组件为研究对象,开展了系统性的可靠性研究与试验,涉及到力学、热力学、多余物和真空寿命四个维度。经各项可靠性试验后,640×512/15μm小型化杜瓦组件的性能保持良好,该结果表明此杜瓦组件在总体上具有较高的可靠性,能够满足常规军事应用需求。

红外探测器冷屏设计

分析了不同F数下的冷屏高度与焦平面响应率非均匀性的关系,在冷屏高度增加的不同阶段,不同F数的冷屏通光孔径带来的杂散辐射影响不同,焦平面均匀性出现增加、减小或不变等情况,在保证焦平面最大响应梯度不超过25%以及冷屏最大温差不超过5 K的情况下,通过曲线确定冷屏高度。同时基于点源透过率(PST)的仿真结果,对4种外观结构的冷屏分别在F1.2~F5.5下的杂散光抑制效果进行分析,进一步得到每种冷屏结构在不同F数下的适用情况。提出3种冷屏排气孔结构优化方案,优化后的排气孔结构焦平面接收的探测器内部热辐射功率较优化前减小了约87%。