航天红外探测器的发展现状与进展 被引量：47

1

作者 龚海梅 刘大福 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期18-24,共7页

介绍了近年来国内外气象、资源、对地观测及军用遥感等重要卫星系列中,红外探测器涉及的材料、器件等方面的技术特点及其应用情况,并简要提出了红外探测器在航天遥感领域应用的发展趋势。气象卫星类航天红外探测器,仍以单元和多元(包括... 介绍了近年来国内外气象、资源、对地观测及军用遥感等重要卫星系列中,红外探测器涉及的材料、器件等方面的技术特点及其应用情况,并简要提出了红外探测器在航天遥感领域应用的发展趋势。气象卫星类航天红外探测器,仍以单元和多元(包括小规模焦平面)为主,波长覆盖近红外到甚长波红外。遥感卫星包括军用系列卫星,以红外焦平面技术为主,着重于短波、中波和长波(10.5～12.5μm)的长线列扫描型红外焦平面,以及甚长波(～15μm)的面阵红外焦平面。 展开更多

关键词 红外探测器 航天 现状与进展

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InGaAs近红外线列焦面阵的研制进展 被引量：17

2

作者 龚海梅 张可锋 +5 位作者 唐恒敬 李雪 张永刚 缪国庆 宋航 方家熊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期14-18,共5页

研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件。焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装。光敏芯片在InP/InGaAs/InP(p-... 研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件。焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装。光敏芯片在InP/InGaAs/InP(p-i-n)双异质结外延材料上采用台面结构实现,并与128×1或512×1元CTIA结构的读出电路耦合。焦平面器件置于双列直插金属管壳中,采用平行缝焊的方式进行封装。介绍了高均匀性长线列InGaAs焦平面组件的关键技术和主要性能结果,为更长线列焦平面组件的研制提供了坚实的基础。 展开更多

关键词 短波近红外 INGAAS 焦平面组件 读出电路

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边积分边读出低噪声红外焦平面读出电路研究 被引量：11

3

作者 黄张成 黄松垒 +2 位作者 张伟 陈郁 方家熊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期297-300,304,共5页

设计了一款低噪声InGaAs焦平面读出电路.提出一种新型相关双采样电路结构,可在边积分边读出模式下有效抑制积分电容(0.15 pF)的KTC噪声.电路经0.5μm 5 V Nwell CMOS工艺流片,测试结果符合设计目标,在高帧频边积分边读出模式下工作状态... 设计了一款低噪声InGaAs焦平面读出电路.提出一种新型相关双采样电路结构,可在边积分边读出模式下有效抑制积分电容(0.15 pF)的KTC噪声.电路经0.5μm 5 V Nwell CMOS工艺流片,测试结果符合设计目标,在高帧频边积分边读出模式下工作状态良好,电路噪声约1.7×10-4 V,动态范围大于80 dB. 展开更多

关键词 红外焦平面 读出电路 边积分边读出 相关双采样

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微型长波近红外物联网节点及实验研究 被引量：10

4

作者 王绪泉 黄松垒 +3 位作者 于月华 叶捷敏 邵秀梅 方家熊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期42-46,共5页

研制基于线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型化物联网节点,实现长波近红外光谱数据的采集和无线传输,针对节点的波长范围、分辨率、波长准确性和波长稳定性等参数指标开展性能研究实验.实验结果表明,节点的波长范围为950~1 700 nm,光... 研制基于线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型化物联网节点,实现长波近红外光谱数据的采集和无线传输,针对节点的波长范围、分辨率、波长准确性和波长稳定性等参数指标开展性能研究实验.实验结果表明,节点的波长范围为950~1 700 nm,光谱分辨率随波长增加而增大,约为峰值波长的1%,与滤光片特性相符,波长准确性优于1.3 nm,波长重复性优于0.1 nm,可以满足物联网中的近红外光谱分析应用需求. 展开更多

关键词 光谱学 物联网节点 InGaAs焦平面阵列 线性渐变滤光片 无线通信

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微型近红外物联网节点的传感器输出数字化应用研究 被引量：8

5

作者 魏杨 王绪泉 +4 位作者 魏永畅 刘煦 黄张成 黄松垒(指导) 方家熊(指导) 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期31-36,共6页

物联网光谱分析技术的兴起,推动近红外光谱传感器向着微型化、数字化和智能化方向发展。针对InGaAs焦平面数字化、智能化的发展需求,研究InGaAs光谱组件输出数字化方案。设计一种集成自研ADC的数字化光谱传感电路,并研制了新型微型近红... 物联网光谱分析技术的兴起,推动近红外光谱传感器向着微型化、数字化和智能化方向发展。针对InGaAs焦平面数字化、智能化的发展需求,研究InGaAs光谱组件输出数字化方案。设计一种集成自研ADC的数字化光谱传感电路,并研制了新型微型近红外光谱节点。该节点内部集成202个有效光谱通道,波长范围为900~1 700 nm,光谱分辨率优于16 nm,波长准确性小于1 nm,波长重复性优于0.3 nm,节点系统信噪比约为500:1,帧扫描时间约3 ms。研究结果表明:该微型物联网光谱节点满足近红外光谱分析实际应用需求,为传感器片上数字化输出发展和近红外光谱分析物联网应用提供技术支持。 展开更多

关键词 物联网节点 数字化 近红外 InGaAs焦平面

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新型热释电材料及其在红外探测器中的应用 被引量：6

6

作者 刘林华 罗豪甦 +5 位作者 吴啸 赵祥永 方家熊 李言瑾 邵秀梅 景为平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期777-785,共9页

以(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3{PMNT[(1-x)/x]}为代表的大尺寸、高质量弛豫铁电单晶具有非常高的热释电系数、探测优值和较低的热扩散系数,其综合热释电性能远优于传统的热释电材料。概述了PMNT[(1-x)/x]单晶、掺锰PMNT(74/26)单晶和... 以(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3{PMNT[(1-x)/x]}为代表的大尺寸、高质量弛豫铁电单晶具有非常高的热释电系数、探测优值和较低的热扩散系数,其综合热释电性能远优于传统的热释电材料。概述了PMNT[(1-x)/x]单晶、掺锰PMNT(74/26)单晶和0.42Pb(In1/2Nb1/2)O3-0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.28PbTiO3[PIMNT(42/30/28)]单晶的介电性能、铁电性能和热释电性能。掺杂后PMNT(74/26)单晶的介电损耗降低到0.000 5,探测优值提高到40.2×10-5 Pa-1/2,是目前所有三方四方相变温度(TRT)高于90°C的本征热释电材料中最高的。高居里温度PIMNT(42/30/28)单晶的TRT达到152°C,且具有较高的探测优值(10.2×10-5 Pa-1/2),将在更宽温度范围内得到广泛的应用。制作了基于掺锰PMNT(74/26)单晶的单元探头,其比探测率D*达到1.07×109 cmHz1/2W-1,是目前商用LiTaO3探测器的两倍,器件性能满足实用要求。 展开更多

关键词 弛豫铁电单晶 热释电 红外探测器 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3

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用于冷光学长波红外杜瓦组件杂散光分析与抑制 被引量：3

7

作者 朱海勇 陈俊林 +4 位作者 曾智江 王小坤 李亚冉 王溪 李雪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期143-151,共9页

红外谱段(8~12.5μm)作为红外对地光学载荷的主要探测谱段,在对地遥感领域发挥着重要的作用。以红外成像仪载荷的杜瓦组件为研究对象,宽幅高分辨率红外系统的光机结构作为输入边界,分析了关键面对系统杂散光的影响。为了抑制杂散光和降... 红外谱段(8~12.5μm)作为红外对地光学载荷的主要探测谱段,在对地遥感领域发挥着重要的作用。以红外成像仪载荷的杜瓦组件为研究对象,宽幅高分辨率红外系统的光机结构作为输入边界,分析了关键面对系统杂散光的影响。为了抑制杂散光和降低背景辐射,利用柔性波纹管隔热实现200 K窗口和窗口帽低温设计。进一步分析了杜瓦组件窗口、窗口外壳、冷屏结构及表面处理工艺等对杜瓦内部杂散光的影响。冷屏采用三级挡板设计,滤光片为三波段集成,同时在考虑装配和加工精度的情况下,冷屏和滤光片支架采用分离方式。卫星红外成像仪载荷在轨运行良好,成像效果较好。为杜瓦设计和加工选择提供了一定依据。 展开更多

关键词 红外探测 波纹管隔热设计 杂散光 杜瓦组件

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一种新型单片集成光谱传感器的波长定标方法（英文） 被引量：5

8

作者 张亚光 庄新港 +4 位作者 王绪泉 刘俊良 方家熊 邵秀梅 王丽丽 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期15-19,共5页

新型短波红外单片集成光谱传感器(MCSS)是光谱传感物联网的核心感知部件.提出了一种MCSS的波长定标方法,根据相对光谱响应度和波长分配原则把相邻像素组成一个定标通道.分别采用MCSS和两款商用光谱仪测量标准物质的光谱.实验结果表明,... 新型短波红外单片集成光谱传感器(MCSS)是光谱传感物联网的核心感知部件.提出了一种MCSS的波长定标方法,根据相对光谱响应度和波长分配原则把相邻像素组成一个定标通道.分别采用MCSS和两款商用光谱仪测量标准物质的光谱.实验结果表明,平均定标偏差为1.8 nm,与一款具有相似FWHM和取样间隔的商用光谱仪接近,能够满足实际应用的需要. 展开更多

关键词 短波红外 单片集成光谱传感器 波长定标 光谱传感物联网

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短波红外InGaAs线性焦平面数字化输出研究（英文） 被引量：6

9

作者 魏杨 王绪泉 +2 位作者 黄张成 黄松垒 方家熊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期257-260,268,共5页

提出了一种适用于短波红外铟镓砷线性焦平面的数字化输出研究.针对实验室自主研制出的短波红外256×1铟镓砷焦平面,结合SAR ADC的基本原理,以高分辨率、低功耗、小面积为设计原则,设计一款逐次逼近(SAR)模数转换器.ADC采用0.18μm C... 提出了一种适用于短波红外铟镓砷线性焦平面的数字化输出研究.针对实验室自主研制出的短波红外256×1铟镓砷焦平面,结合SAR ADC的基本原理,以高分辨率、低功耗、小面积为设计原则,设计一款逐次逼近(SAR)模数转换器.ADC采用0.18μm CMOS工艺流片,采用3.3 V电压供电,采样率235 KS/s,功耗460μW,信噪比66.6 dB.将ADC芯片与256×1铟镓砷焦平面在变积分时间条件下进行耦合测试.结果表明ADC芯片可以满足短波红外线列256×1铟镓砷焦平面的应用需求. 展开更多

关键词 短波红外 线列256×1铟镓砷焦平面 模数转化器 逐次逼近

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一种高灵敏度大动态范围的红外焦平面异形读出电路的设计

10

作者 乔柏全 汪鸿祎 +2 位作者 景松 黄松垒 龚海梅 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第3期463-468,共6页

针对短波红外焦平面探测器高灵敏度、大动态范围的发展需求,设计了一款新型的红外焦平面异形读出电路。传统的像元只使用一种输入级,难以兼顾高灵敏度和大动态范围,而在该设计中包含的组合像元使用了CTIA和大动态范围两种输入级,兼顾了... 针对短波红外焦平面探测器高灵敏度、大动态范围的发展需求,设计了一款新型的红外焦平面异形读出电路。传统的像元只使用一种输入级,难以兼顾高灵敏度和大动态范围,而在该设计中包含的组合像元使用了CTIA和大动态范围两种输入级,兼顾了其优点。具体布局为每2×2个CTIA输入级模块阵列中间,含有1个直接注入模式/对数模式可切换的大动态范围输入级模块。工作模式有两种,第一种为CTIA输入级模块和直接注入模式的大动态范围输入级模块同时工作;第二种为CTIA输入级模块和对数模式的大动态范围输入级模块同时工作。基于0.18μm 3.3V标准CMOS工艺,绘制了CTIA输入级阵列规模为320×256,像元中心距为15μm的异形电路像元阵列版图。仿真结果表明,异形电路像元通过小积分电容实现了高灵敏度,通过对数光响应输出实现了大动态范围。 展开更多

关键词 异形电路像元 读出电路 高灵敏度 大动态范围

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短波红外InGaAs焦平面噪声特性 被引量：6

11

作者 于春蕾 李雪 +2 位作者 邵秀梅 黄松垒 龚海梅 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期528-534,共7页

为研究铟镓砷焦平面的噪声特性,设计了两种不同吸收层掺杂浓度的InGaAs外延材料,采用标准工艺制备了平面型160×128元光敏芯片,并与相同结构的读出电路倒焊耦合形成160×128元焦平面,采用改变积分时间和改变器件温度的方法,测... 为研究铟镓砷焦平面的噪声特性,设计了两种不同吸收层掺杂浓度的InGaAs外延材料,采用标准工艺制备了平面型160×128元光敏芯片,并与相同结构的读出电路倒焊耦合形成160×128元焦平面,采用改变积分时间和改变器件温度的方法,测试焦平面的信号与噪声.通过研究不同材料参数、器件性能与焦平面噪声的关系,定量分析了短波红外InGaAs焦平面的噪声特性.结果表明,焦平面噪声主要来源于焦平面耦合噪声和探测器噪声,降低InGaAs外延材料吸收层的掺杂浓度,可以有效降低探测器电容,从而降低焦平面的耦合噪声;而探测器噪声由探测器暗电流和工作温度影响,该噪声在长积分时间下决定了焦平面的总噪声水平.实现低暗电流、低电容特性的光敏芯片是降低焦平面噪声的有效途径. 展开更多

关键词 铟镓砷 焦平面 噪声特性

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超大面阵红外探测器冷平台支撑结构研究 被引量：2

12

作者 张阳 莫德锋 +4 位作者 范崔 石新民 俞君 龚海梅 李雪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期188-194,共7页

为满足拼接式超大面阵型红外探测器的空间应用需求,超大规模冷平台组件需要在低温下工作,冷平台支撑结构需要较高的刚度以满足组件的抗振动性能,又需要较高的结构热阻以降低其传导漏热。提出了对称式八杆结构作为冷平台支撑,该支撑结构... 为满足拼接式超大面阵型红外探测器的空间应用需求,超大规模冷平台组件需要在低温下工作,冷平台支撑结构需要较高的刚度以满足组件的抗振动性能,又需要较高的结构热阻以降低其传导漏热。提出了对称式八杆结构作为冷平台支撑,该支撑结构采用新型的高强度、低热导率的氧化锆陶瓷材料。基于有限元软件分析了支撑结构的高度、安装倾斜角度、宽厚比和材料对于组件的模态基频、支撑结构热阻以及组件在30 g静力学载荷下的最大应力的影响,通过对比选取了其中一组参数设计了实际的测试组件,支撑的结构热阻达到了220 K/W,对组件进行了5~2 000 Hz的正弦扫频试验、总均方根为9 g RMS的XYZ三个方向的随机振动等力学环境试验,最终组件通过了空间环境适应性试验验证,组件的基频达到了560 Hz,并且测试结果与仿真结果趋势符合较好。结果表明:对称式八杆氧化锆支撑结构解决了超大面阵型红外探测器冷平台组件既需要高力学性能又需要低漏热的难题,满足工程化应用需求。 展开更多

关键词 超大面阵红外探测器 支撑结构 杜瓦封装 冷平台组件

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集成线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型光谱模组及其波长定标（英文） 被引量：6

13

作者 王绪泉 黄松垒 +3 位作者 于月华 叶捷敏 邵秀梅 方家熊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期199-204,共6页

提出一种集成线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型近红外光谱模组.作为核心分光元件,线性渐变滤光片被紧密耦合在光敏芯片表面.相比于光栅分光方式,模组具有紧凑的光学结构和稳定的光学特性.对此光谱模组进行波长定标实验,并给出了标定... 提出一种集成线性渐变滤光片和InGaAs焦平面的微型近红外光谱模组.作为核心分光元件,线性渐变滤光片被紧密耦合在光敏芯片表面.相比于光栅分光方式,模组具有紧凑的光学结构和稳定的光学特性.对此光谱模组进行波长定标实验,并给出了标定准确性评价.实验结果表明,该光谱模组的波长范围为900~1 700nm,波长准确性优于1.3nm,光谱分辨率小于通道中心波长的1.25%.基于此光谱模组的波长定标方法准确、可行,可以被用于微型近红外仪等在线光谱分析领域. 展开更多

关键词 光谱学 INGAAS 焦平面 线性渐变滤光片 波长定标

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40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

14

作者 王小坤 陈俊林 +2 位作者 罗少博 曾智江 李雪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期41-51,共11页

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集... 冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供。杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节。针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K。40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。 展开更多

关键词 杜瓦 冷光学 量子阱 二类超晶格 40 K温区

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冷光学大口径长波红外探测器杜瓦窗口应用设计 被引量：2

15

作者 朱海勇 曾智江 +4 位作者 李雪 季鹏 陈俊林 张启 罗少博 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期207-215,共9页

为了提高大口径红外长波相机光学系统的成像质量,对红外长波杜瓦的温度场在不同窗口温度下进行了有限元分析和实验验证,明确了杜瓦窗口温度对探测器杂散光和冷屏热辐射的影响。结果表明,当窗口温度为200 K时,可有效抑制窗口引入的背景... 为了提高大口径红外长波相机光学系统的成像质量,对红外长波杜瓦的温度场在不同窗口温度下进行了有限元分析和实验验证,明确了杜瓦窗口温度对探测器杂散光和冷屏热辐射的影响。结果表明,当窗口温度为200 K时,可有效抑制窗口引入的背景杂散光,满足设计需求。结合窗口工作温度,分析了力、热和力-热耦合对杜瓦窗口厚度、口径等设计参数的影响,并利用Zernike多项式对杜瓦窗口的形变量进行拟合,以调制传递函数和波像差作为评价指标,实现了大口径长波红外杜瓦组件的窗口变形控制。为了减小低温窗口引起的漏热以及确保窗口的可靠性,采用钛合金外壳实现杜瓦的低漏热以及更高强度的力学支撑。分析了厚度和口径分别为4 mm和58 mm的杜瓦窗口在三种工况下的形变对红外相机系统成像质量的影响。 展开更多

关键词 光学设计 红外探测 杜瓦窗口 冷光学设计 力-热耦合 成像质量

原文传递

非醇盐法制备铌酸钾钠薄膜的工艺及性能研究

16

作者 朱海勇 张伟 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期39-46,共8页

为了利用低成本的Nb_(2)O_(5)为原料在传统硅衬底上制备高质量的K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)(KNN)薄膜,利用溶胶-凝胶法非醇盐法制备KNN薄膜,对比了典型和改良的两种工艺流程,并利用表征工具分析两种工艺制备薄膜结构和性能。同时,通过改良... 为了利用低成本的Nb_(2)O_(5)为原料在传统硅衬底上制备高质量的K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)(KNN)薄膜,利用溶胶-凝胶法非醇盐法制备KNN薄膜,对比了典型和改良的两种工艺流程,并利用表征工具分析两种工艺制备薄膜结构和性能。同时,通过改良的工艺制备不同层数的薄膜,利用表征工具和理论计算分析层数对KNN薄膜的晶体结构、应变、表面形貌和电性能的影响。XRD结果表明利用改进的工艺可以在硅衬底上制备出(100)高度择优取向的KNN薄膜,薄膜的最佳热解温度从500℃降低为150℃,并且薄膜的介电性能和铁电性能都得到改善。利用Scherrer和SSP公式计算表明随着薄膜层数的增加,薄膜的晶粒尺寸随之增加,晶相由四方相向立方相转变。当层数为14层时,观察到这种转变,此时薄膜应变达到最低值。SEM再次表明随着层数的增加,薄膜的晶粒尺寸随之增加,薄膜表面缺陷也得到改善。在层数为18时,1 kHz下薄膜的介电常数值达到最大值622.9。 展开更多

关键词 Nb_(2)O_(5) K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)薄膜 层数 非醇盐法

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冷光学用大口径2 k×2 k红外探测器组件封装技术

17

作者 朱海勇 曾智江 +6 位作者 孙闻 赵振力 范广宇 季鹏 张启 庄馥隆 李雪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期73-82,共10页

大面阵和长线列红外探测器已成为下一代红外探测器的发展方向之一,针对于大面阵探测器低温封装的难点,提出了一种大面阵探测器组件封装结构。对组件低形变窗口支撑结构、低噪声冷平台结构以及低漏热兼高可靠性的引线键合工艺等方面进行... 大面阵和长线列红外探测器已成为下一代红外探测器的发展方向之一,针对于大面阵探测器低温封装的难点,提出了一种大面阵探测器组件封装结构。对组件低形变窗口支撑结构、低噪声冷平台结构以及低漏热兼高可靠性的引线键合工艺等方面进行了研究,以中波红外2 k×2 k探测器组件为研究对象,通过200 K窗口低温光学设计和低形变窗口帽支撑方式实现组件低背景杂散光抑制设计和窗口形变控制。采用SiC基板实现探测器工作温度波动控制和噪声抑制,5 min内探测器温度波动小于0.1 K,噪声等效温差(NETD)小于20 mK。为了降低引线漏热和增强引线可靠性,采用铂铱丝键合工艺,引线漏热相较于金丝和硅铝丝下降至1/10,制冷机功率由72 W降至39 W。引线随组件通过随机和正弦力学试验考核。解决了大面阵探测器封装中杂散光、大口径窗口形变、探测器噪声、引线漏热和强度等一系列问题,该组件已成功运用于某项目2 k×2 k探测器封装中。 展开更多

关键词 红外探测器 2 k×2 k 铂铱丝 杜瓦组件

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基于Android系统的光谱传感物联网移动终端设计 被引量：5

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作者 魏永畅 王绪泉 +2 位作者 魏杨 黄松垒 方家熊 《计算机测量与控制》 2019年第3期131-136,共6页

提出了一种基于Android系统的光谱传感物联网移动终端软件设计,可以实现用户与光谱传感物联网的数据交互及数据处理功能;移动终端包括用户信息,节点信息,数据信息三个模块,使用ViewPager类搭建双列表界面展示节点信息,使用SOAP协议与云... 提出了一种基于Android系统的光谱传感物联网移动终端软件设计,可以实现用户与光谱传感物联网的数据交互及数据处理功能;移动终端包括用户信息,节点信息,数据信息三个模块,使用ViewPager类搭建双列表界面展示节点信息,使用SOAP协议与云服务器进行数据交互,可以将得到的光谱以及环境数据以图像的形式展示,并支持图像的保存功能;进一步在移动终端上实现了光谱数据的归一化,一阶微分,二阶微分,峰值寻找等数据处理功能;环境数据包括温度、湿度、二氧化碳浓度以及光照强度数据,可以实时显示最新环境数据,也可选择时间段对环境数据进行查询绘图;经测试,该应用程序运行稳定,可满足光谱传感物联网移动终端的基本应用需求。 展开更多

关键词 移动终端 Android 近红外 光谱数据处理 光谱传感物联网

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长波红外制冷杜瓦组件杂散光分析

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作者 朱海勇 陈俊林 +4 位作者 曾智江 徐勤飞 王小坤 李亚冉 李雪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期223-233,共11页

杂散光抑制是保证红外遥感数据定量化反演精度和图像质量的前提。为了抑制系统杂散光,利用点源透过率(PST)与杂散光系数(VGI)的函数关系计算了VGI,并分别用VGI和杂散比(NSR)作为指标对系统外部杂散光和系统背景辐射的抑制方法进行了研... 杂散光抑制是保证红外遥感数据定量化反演精度和图像质量的前提。为了抑制系统杂散光,利用点源透过率(PST)与杂散光系数(VGI)的函数关系计算了VGI,并分别用VGI和杂散比(NSR)作为指标对系统外部杂散光和系统背景辐射的抑制方法进行了研究。结果表明:采用冷光学设计能有效抑制系统背景辐射,此时系统工作的三个波段NSR从4.5以上降低至0.35以下。制冷机制冷是冷光学设计和探测器工作的基础,研究了杜瓦窗口和冷屏设计对VGI、NSR和制冷机功耗的影响,进而优化了窗口和冷屏的设计参数。拟合实验数据明确了杜瓦漏热与制冷机功耗的函数关系,提出了一种低制冷功耗和高杂散光抑制的冷屏设计,此时杜瓦漏热为1.7 W,制冷机功耗为103.72 W,系统的VGI从1.95%降低至1.92%,窗口的NSR下降了60%,满足项目要求。研究结果解决了低温光学设计、制冷机功耗和杂散光抑制等一系列问题,组件通过力学试验,已成功运用于某项目用光谱成像仪中。 展开更多

关键词 光学设计 杂散光 杜瓦窗口 冷光学设计 杂散光系数 制冷功耗

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一种应用于短波红外焦平面的大动态范围像素级ADC 被引量：3

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作者 张思韬 汪鸿祎 +2 位作者 王绪泉 黄松垒 方家熊 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第2期341-346,共6页

针对短波红外焦平面的大动态范围需求,设计了一种像素级脉冲频率调制(PFM)模数转换器(ADC)。传统PFM ADC采用DI输入级,进行弱信号探测时,注入效率会下降,造成动态范围的损失。设计的PFM ADC采用CTIA输入级,弱信号探测时仍能维持高注入效... 针对短波红外焦平面的大动态范围需求,设计了一种像素级脉冲频率调制(PFM)模数转换器(ADC)。传统PFM ADC采用DI输入级,进行弱信号探测时,注入效率会下降,造成动态范围的损失。设计的PFM ADC采用CTIA输入级,弱信号探测时仍能维持高注入效率;同时采用两档增益和增益自选择技术,使得每个像素都能够根据输入的光电流自动选择增益,在提升动态范围的同时,不增加额外的功耗。在0.18μm CMOS工艺模型下,仿真结果表明该电路的动态范围达到100.1 dB,单元ADC功耗小于10.54μW,并且基于所设计的改进型PFM ADC设计了规模为32×32、中心距为50μm的像素级数字化读出电路。 展开更多

关键词 短波红外焦平面 大动态范围 脉冲频率调制 CTIA 增益自选择 两档增益

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