微机械气动红外探测器的计算机仿真

介绍了一种可工作于室温环境下的微型气动式红外探测器,它基于气体介质吸收特定波段的红外辐射后以无辐射气动方式激励并产生一系列热效应的物理基础,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工作模式的有限元模型,采用流体-热-结构耦合方法分析了器件的机械行为以及气体介质的温度场分布,模拟并讨论了不同结构参数对器件性能的影响,为采用MEMS技术研制具有波长选择特性的非致冷气动式红外探测器提供了理论基础。

基于MEMS技术的气动式红外探测器的计算机模拟

提出了一种可工作于室温环境下、基于MEMS技术的气动式红外探测器,它由束缚于微型腔体内、对特定波段的红外辐射具有吸收作用的气体介质构成。通过气体介质热膨胀引起的弹性薄膜形变,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工作机制的物理模型,并通过有限元模型和流体-热-结构耦合模拟获得了微型腔体内气体介质的温度、速度场分布以及弹性薄膜的形变。

微机械气体红外探测器的CFD模拟

概要地介绍了一种可工作于室温环境下的微型气体红外探测器,它基于气体吸收红外辐射后以无辐射去激励方式产生一系列热效应的物理基础,可获得包含红外辐射源信息的信号。为深入研究热效应所产生的微热信号对器件整体性能的控制和影响,建立了相应的流体力学(CFD)模型,通过数值分析方法,获得了气体物质微观行为随红外辐射源辐射特性的变化关系。

超薄膜腐蚀自停止技术的缺陷分析

作为气动红外探测器密封微电容检测腔的核心部件,要求敏感薄膜必须无孔,平整。浓硼硅腐蚀自停止技术制备超薄膜时,扩散前待扩硼区经常会存在各种表面微缺陷,导致扩硼后,再进行反向腐蚀形成的超薄膜会出现微腐蚀孔。利用小孔扩散模型和流体力学中小孔的热壅塞理论详细计算了缺陷的结构尺寸对缺陷底端局部硼浓度的影响。当缺陷半径r0垲姨Dt,其底端的局部硼浓度会远远低于浓硼硅腐蚀自停止的临界浓度5×1019/cm3,从而在下一步的反向腐蚀出膜过程中,表面有缺陷的扩硼区出现微腐蚀孔的几率大大增加。最后,针对膜区域出现的微腐蚀孔,提出了几种解决方案。