1 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国防科技重点实验室，山西 太原 030051
针对目前非分光红外（NDIR）CO2传感器灵敏度差、量程小的问题，设计并实现了一种微型双通道NDIR CO2气体传感器。该红外传感器主要由双通道热释电探测器、信号读出与处理电路、温度传感器与光路气室构成。建立了温度、CO2浓度与探测器输出值之间的关系模型，实现了传感器的温度补偿功能。测试结果表明，所设计传感器能够实现在0~40 ℃温度范围内，0%~5%气体浓度的测量，且在0%~2%浓度下测量误差值小于0.1%，在2%~5%浓度下测量误差值小于0.25%。
传感器 非分光红外气体传感器 双通道热释电探测器 浓度标定 温度补偿
92493部队 计量测试研究所，辽宁 葫芦岛 125000
针对宽波段、高精度、大能量范围的激光能量测量需求，设计了激光能量计。利用快速响应的热电堆作为传感器，在热电堆探测面涂覆高吸收率碳纳米烯材料，实现了宽光谱吸收。采用大小2个热电堆探测器布置于能量计正反两面的方法，使能量计具有1 mJ～40 J超宽能量范围，并且具有较高的测量精度。利用有限元仿真软件建立了吸收腔热路结构的三维有限元模型,并对不同类型的激光脉冲做了加热模型模拟仿真。根据仿真结果，对探测器的线性进行了修正，从而减小了由于传感器的输出电信号与被测光信号之间的非线性所导致的测量误差。用激光能量计标准装置对能量计进行了标定实验，测量结果表明，经修正后激光能量计的测量重复性优于0.6%，线性度优于1.1%。将激光能量计溯源到国家激光能量基准，测量相对扩展不确定度达到2.5%（k=2）的优异水平。
激光能量计 热释电探测器 模拟仿真 修正系数 laser energy meter pyroelectric detector analog simulation correction coefficient
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
纳米级金属薄膜能够作为热释电探测器红外吸收薄膜在14~16 μm波段范围内有效应用已经得到证明.通过调节沉积在LT(钽酸锂)晶体材料上的纳米级镍铬(NiCr)薄膜的厚度和表面特征来改善纳米金属薄膜红外吸收特性.通过调节晶体材料的厚度, 改变抗反射腔的深度, 从而调节吸收波长.为进一步加强红外吸收, 应用化学腐蚀, 生成粗糙的纳米级薄膜表面结构, 从而极大程度上增加吸收表面积.通过将这两种方法结合, 可以明显增强指定波段的红外吸收, 且其制造过程完全兼容, 易于实现.可控的吸收性能的实验结果与仿真和设计情况相符合.
热释电探测器 纳米金属薄膜 化学腐蚀 红外吸收 NiCr NiCr pyroelectric detector nano-scale thin metallic films chemical corrosion infrared absorption
介绍了热释电探测器 PZT晶片制备工艺及选择锆钛酸铅（ PZT）陶瓷材料制作敏感元的理论依据，阐述了晶片磨抛理论，对磨抛质量影响因素进行了细致分析。对比了几种抛光液对晶片表面的抛光效果，并进行了扫描电镜和表面粗糙度分析，得到了抛光后晶片表面的扫描电子显微镜（SEM）照片和晶片表面形态，确定了最佳抛光材料。通过理论和实践的结合，研制出了完全能满足器件工艺要求的热释电探测器晶片。
热释电探测器 锆钛酸铅（PZT）材料 PZT晶片 研磨抛光 pyroelectric detector PZT PZT wafer grinding and polishing
热释电探测器由于具有结构简单、性价比高等优点而备受青睐。就热释电探测器/前放组件在实际工作中需要较快的响应速度, 从热释电探测器及前置放大器的设计着手考虑, 成功研制出高灵敏度的快速响应热释电探测器/前放组件；针对热释电探测器-前置放大器组件使用时需要承受高过载冲击及剧烈振动, 在几项关键工艺中采取了一系列措施。最后, 给出了热释电探测器/前放组件的测试结果和环境试验结果, 表明达到抗高过载、快速响应的要求。
热释电探测器 前放组件 快速响应 高过载冲击 the pyroelectric detector preamplifier assembled device fast-response acute concussion
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
介绍了大口径红外辐射计的光谱定标方法。 研制了大口径红外辐射计。 该辐射计主要由前置光学系统, 红外探测器(热释电探测器和碲镉汞探测器2～14 μm), 机械斩波器, 锁相放大器, 信号采集器等组成。 首先对大口径红外辐射计的光谱定标方法进行了分析, 然后建立红外辐射计光谱定标的测量装置, 并分别测试腔体热释电探测器和HgCdTe探测器的响应非线性, 最后用腔体热释电探测器在该测量装置上对HgCdTe探测器进行红外光谱响应度校准实验。 通过两种相对光谱响应度测量方法的对比, 给出多次测量结果的平均值及两种方法的对比分析。 分析结果表明, 测量系统的不确定度优于3.4%。
大口径 红外辐射计 光谱定标 腔体热释电探测器 HgCdTe探测器 Large aperture Infrared radiometer Spectral calibration Cavity pyroelectric detector HgCdTe detector 光谱学与光谱分析
2012, 32(7): 1994
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
以热释电探测器的工作原理为基础, 研究了热释电探测器对重频脉冲激光的瞬态响应特性, 建立了热释电探测器对单脉冲激光辐照响应的工作模型, 分析了影响探测器频率特性的主要因素。根据材料和结构参数模拟计算了实际应用中的响应模型。设计了信号检测电路并对其进行计算仿真。完成了探测器的频率响应、脉宽响应等实验测量, 验证了热释电探测器用于高重频、窄脉冲激光能量测量的可行性。
热释电探测器 高重频脉冲 脉冲激光信号 信号检测电路 pyroelectric detector high-repetition-frequency pulse pulse laser signal circuit of signal processing
西安工业大学 光电微系统研究所, 西安 710032
为了实现对红外探测器积分响应的自动测量, 配合虚拟仪器技术搭建了一套热释电红外探测器积分响应自动测试系统。利用双绞线将测试仪器与计算机连接, 以LabVIEW为开发平台编写软件测试系统, 遥控测量仪器, 实现计算机自动采集和处理数据实时绘制曲线, 对LT-020-H型热释电红外探测器在不同调制频率下的积分响应度进行了测试并分析。在500K的黑体辐射下, 探测器积分响应度达到3.5×106V/W。通过对实验结果进行分析, 得到了探测器响应、黑体辐射温度以及信号调制频率之间的关系。
红外探测器 热释电探测器 积分响应 infrared detector pyroelectric detector integral responsivity LabVIEW LabVIEW
河南师范大学物理与信息工程学院， 河南 新乡 453007
提出一种新的高增益低噪声热释电红外探测器电路模型。采用双极型结型场效应（BJFET），通过改变时间常数解决了热释电前置放大器输出信号弱和易受干扰的关键问题，理论推导了热释电电路的输出电流和电压响应，系统地分析了改进的前置放大器的噪声和温度特性。经实验验证：该电路实现了大电流、宽频带、高增益、低噪声等优化特性。
热释电探测器 双极型结型场效应管 前置放大器 电路模型 pyroelectric detector bipolar junction FET preamplifier circuit model
西安工业大学光电微系统研究所, 陕西 西安 710032
在比较几种探测器集成制造方法的基础上，提出采用各向异性导电膜作为电信号互联的手段，实现热释电探测器与信号处理电路的混合集成，从而演示了一种兼容性良好的集成化多传感器制造方法。对单晶钽酸锂热释电探测器采取机械研磨减薄获得其薄膜，利用3M的5552R各向异性导电膜，实现了探测器与信号读出电路的互联。对探测器的测试表明：机械研磨减薄获得的钽酸锂薄膜表现出与晶体接近的热释电特性，探测器表现出良好的绝热性质和动态响应特性。
各向异性导电膜 多传感器 混合集成 热释电探测器 anisotropic conductive tape multi-sensor hybrid integration pyroelectric detector
