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制冷型紅外探測器有哪幾種類型?

來源: 時(shí)間:2022-11-18 14:08:11 瀏覽次數(shù):

制冷型紅外探測器有哪幾種類型?根據(jù)其傳感器使用材料可以細(xì)分為:碲鎘汞探測器、銻化銦探測器、量子阱探測器、二類超晶格探測器等。PF-3000便攜式紅外熱成像氣體泄漏檢測儀采用中波制冷型二類超晶格紅外探測器,可以以圖像形式快讀發(fā)現(xiàn)VOCs的泄漏,并準(zhǔn)確定位泄漏/排放的源頭。

紅外探測器是氣體紅外成像檢測儀的核心器件,是探測、識(shí)別和分析VOCs氣體泄漏的關(guān)鍵。根據(jù)工作溫度,紅外探測器可分為制冷型紅外探測器和非制冷型紅外探測器。制冷型紅外探測器根據(jù)其傳感器材料又可細(xì)分多個(gè)類別,那么制冷型紅外探測器有哪幾種類型?下面就大家介紹一下關(guān)于“制冷型紅外探測器分類”。

制冷型紅外探測器分類

制冷型紅外探測器按照MEMS傳感器材料的不同可細(xì)分為碲鎘汞探測器、銻化銦探測器、量子阱探測器、二類超晶格探測器等。

碲鎘汞紅外探測器

碲鎘汞紅外探測器采用的紅外半導(dǎo)體材料為碲鎘汞,通過調(diào)節(jié)Cd組分變化,波長可完全覆蓋短波、中波、長波和甚長波等整個(gè)紅外波段。

優(yōu)點(diǎn):電子有效質(zhì)量小而本征載流子濃度低,吸收系數(shù)大,量子效率高,因而制成的探測器噪聲低,探測率高。

缺點(diǎn):碲、鎘、汞三種材料是通過離子鍵結(jié)合的方式連接的,其相互作用力小。構(gòu)成元素汞非常不穩(wěn)定,容易從碲鎘汞材料中逸出從而造成材料的缺陷、材料的不均勻以及器件性能的不均勻,在長波應(yīng)用時(shí)尤其突出。

銻化銦探測器:

銻化銦探測器屬于本征吸收,其材料量子效率和響應(yīng)率高。熱靈敏度與圖像質(zhì)量都較高,目前已成為重要的中波紅外探測器之一。

量子阱紅外探測器:

量子阱紅外探測器因其構(gòu)成材料在能帶結(jié)構(gòu)上構(gòu)成的電子或空穴勢阱而得名。外來光子引起的電子或空穴躍遷屬于子帶間躍遷,在外加電場的作用下載流子被收集形成光電流。

優(yōu)點(diǎn):構(gòu)成元素Ga、As與Al、As之間是共價(jià)鍵結(jié)合,互作用力大,材料牢固穩(wěn)定,可耐受天基高能離子輻射,適于制備天基紅外探測器。

缺點(diǎn):量子阱紅外探測器量子效率低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碲鎘汞材料,在相同的積分時(shí)間和光學(xué)系統(tǒng)條件下,量子阱長波紅外探測器性能比碲鎘汞長波紅外探測器低。

另外量子阱紅外探測器為了提高了制冷要求,會(huì)相應(yīng)地增加系統(tǒng)的功耗、縮短制冷機(jī)的壽命。

二類超晶格探測器:

二類超晶主要應(yīng)用于高性能紅外焦平面成像陣列制造中。二類超晶紅外探測器具有穿透性強(qiáng)、抗干擾性強(qiáng)、全天候工作等優(yōu)點(diǎn)。紅外焦平面成像陣列,可使整個(gè)視場內(nèi)景物的每一個(gè)像元與一個(gè)敏感元相對應(yīng),光電轉(zhuǎn)換效率更高。

與碲鎘汞紅外探測器相比,二類超晶格的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面:

一、二類超晶格材料的電子有效質(zhì)量大,在長波范圍約為碲鎘汞的3倍,尤其在甚長波,隨著波長增長,碲鎘汞的電子有效質(zhì)量變小,而二類超晶格材料的電子有效質(zhì)量卻不變。由此決定了二類超晶格探測器帶間隧穿電流小,器件暗電流小。

二、通過應(yīng)變對能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用,能有效降低俄歇復(fù)合,提高載流子有效壽命,提高器件性能。

三、二類超晶格材料構(gòu)成元素之間化學(xué)鍵強(qiáng),材料穩(wěn)定性好,對工藝的要求大大降低,器件產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢明顯。

以上是對幾種制冷型紅外探測器分類的介紹,希望對您有所幫助。

PF-3000便攜式紅外熱成像氣體泄漏檢測儀采用中波制冷型二類超晶格紅外探測器,以圖像形式快讀發(fā)現(xiàn)VOCs的泄漏,并準(zhǔn)確定位泄漏/排放的源頭,實(shí)現(xiàn)對不可達(dá)密封點(diǎn)及較大范圍的VOCs氣體泄漏的快速檢測。

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