非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态_冯涛

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1、第37卷第3期红外技术Vol.37No.32015年3月InfraredTechnologyMar.2015〈综述与评论〉非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态冯涛1,2,金伟其1,司俊杰3(1.北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京100081;2.北方广微科技有限公司,北京100089;3.中国空空导弹研究院光电器件研究所,河南洛阳471009)摘要:非制冷红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件。介绍了非制冷红外焦平面探测器的工作原理及微测辐射热计、读出电路、真空封装三大技术模块,分析了影响其性能的关键参数。与微测辐射热计设计相

2、关的重要参数包括低的热导、高的红外吸收率、合适的热敏材料等;读出电路的传统功能是实现信号的转换读出,近年来也逐渐加入了信号补偿的功能;真空封装技术包括了金属管壳封装、陶瓷管壳封装、晶圆级封装和像元级封装。列举了国内外主要厂商的非制冷红外焦平面探测器的技术指标及近年来的最新技术进展,总结了非制冷红外焦平面探测器的技术发展趋势。关键词:非制冷红外;焦平面探测器;微测辐射热计;读出电路;真空封装中图分类号:TN215文献标识码:A文章编号:1001-8891(2015)03-0177-08UncooledInfraredFPA——AReviewandForec

3、astFENGTao1,2,JINWei-qi1,SIJun-jie3(1.MOEKeyLaboratoryofOptoelectronicImagingTechnologyandSystem,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;2.NorthGuangweiTechnologyInc.,Beijing100089,China;3.ChinaAirborneMissileAcademy,Luoyang471009,China)Abstract:UncooledinfraredFPAiskeyc

4、omponentofthermaldevice.ThestructureandtechnicaltheoryofuncooledinfraredFPAisintroducedwithanalysisofkeyparameters.UncooledinfraredFPAconsistsofmicro-bolometer,ROICandvacuumpackage.Someofthemostimportantmicro-bolometerdesignparametersarealowthermalconductance,ahighabsorptionofthe

5、infraredradiation,abolometertemperaturesensingmaterial.ROICachievesignalconversionandreadout,nowitcancompensatenon-uniformityofsignal.Vacuumpackageareincludemetallicpackage,ceramicpackage,waferlevelpackageandpixellevelpackage.Mostimportantmanufacturers’productsareintroducedinthis

6、paper.Atlast,thetechnicaldevelopmenttrendsofuncooledinfraredFPAaresummarized.Keywords:uncooledinfrared,FPAdetector,micro-bolometer,ROIC,vacuumpackage面探测器的优势在于灵敏度高,能够分辨更细微的温0引言度差别,探测距离较远,主要应用于高端军事装备;红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件,是非制冷红外焦平面探测器无需制冷装置,能够工作在探测、识别和分析物体红外信息的关键,在军事、工室温状态下,具有体积小、质量轻

7、、功耗小、寿命长、业、交通、安防监控、气象、医学等各行业具有广泛成本低、启动快等优点。虽然在灵敏度上不如制冷型的应用。红外焦平面探测器可分为制冷型红外焦平面红外焦平面探测器,但非制冷红外焦平面探测器的性探测器和非制冷红外焦平面探测器,制冷型红外焦平能已可满足部分军事装备及绝大多数民用领域的技收稿日期:2015-02-13;修订日期:2015-02-20.作者简介:冯涛(1977-),男,高级工程师,博士研究生,主要从事红外焦平面探测器及其处理技术研究。E-mail:tao.feng@139.com。通讯作者:金伟其(1961-),男,教授,博士生导师,主

8、要从事夜视与红外技术、光电图像处理、光电检测与仪器的教学和研究。E-mail:j

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