橫式氣動紅外探測器的結(jié)構(gòu)分析與實現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、紅外探測是一種被廣泛應用的關(guān)鍵性技術(shù),紅外探測器作為紅外探測整機系統(tǒng)的核心部件,有著廣闊的應用前景,它已從最初的軍事應用逐漸擴展到了包括工業(yè)測控,醫(yī)療檢測,防火防災等在內(nèi)的更為廣闊的民用領(lǐng)域。隨著半導體工藝技術(shù),材料,物理等基礎(chǔ)學科的發(fā)展,一些新型的探測器被不斷地開發(fā)出來。以形狀或操作尺度微小為特點的微電子機械系統(tǒng)(MEMS)更為紅外探測器的研究開辟了嶄新的領(lǐng)域,帶來了新的發(fā)展契機。 本論文基于微機械室溫氣動紅外探測器的基本構(gòu)想

2、,它是MEMS技術(shù)與Golay cell紅外探測器的結(jié)合。有所不同的是高萊探測器利用固體吸收,而本探測器采用氣體直接吸收。這也使得我們實驗室的紅外探測器具備了更高的靈敏度和更快的響應速度。 本文系統(tǒng)地研究了該器件的結(jié)構(gòu)與性能特性以及制備工藝,特別著重研究了器件的關(guān)鍵構(gòu)件可動彈性敏感膜結(jié)構(gòu)的機械特性。主要內(nèi)容如下： 1.介紹了紅外探測技術(shù),MEMS技術(shù),以及基于MEMS技術(shù)的我們實驗室設(shè)計制備的室溫紅外探測器的優(yōu)點；

3、 2.根據(jù)器件的工作原理,分別對器件的機械系統(tǒng)和熱力學系統(tǒng)進行了理論研究。機械系統(tǒng)方面,主要對決定器件靈敏度的關(guān)鍵構(gòu)件-彈性敏感薄膜進行詳盡的理論分析。并首次針對實際薄膜的厚度形貌對其性能進行模擬計算,使得到的結(jié)果更加符合實際情況。并根據(jù)計算結(jié)果提出改進薄膜性能的方法； 3.運用經(jīng)典熱動力學理論,從宏觀唯像的角度建立了描述器件動態(tài)行為的熱傳輸模型,基于該模型計算器件的等效熱容熱導。并基于該模型,系統(tǒng)的討論器件靈敏度、噪聲以及熱