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光学读出微梁阵列红外成像及性能分析

熊志铭 张青川 伍小平 郭哲颖 董凤良 缪正宇 陈大鹏 李超波

光学读出微梁阵列红外成像及性能分析

熊志铭, 张青川, 伍小平, 郭哲颖, 董凤良, 缪正宇, 陈大鹏, 李超波
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-06-22
  • 修回日期:  2006-09-01
  • 刊出日期:  2007-05-20

光学读出微梁阵列红外成像及性能分析

  • 1. (1)中国科学技术大学,中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,合肥 230027; (2)中国科学院微电子研究所,北京 100029
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10232030,50076040和10472111)资助的课题.

摘要: 在构建的光学读出微梁阵列(焦平面阵列FPA)非制冷红外成像系统中,实现了无硅基底FPA置于空气中对人体的热成像. 通过FPA在不同真空度环境条件下的成像结果进行比较,分析了热导和系统噪声值随气压变化的关系,以及对系统成像性能的影响,并对气体分子热运动自由程大于空气传热层特征尺度时的气体热传导模型进行了修正分析和实验验证. 实验结果表明:FPA置于空气中时,气体分子撞击微梁引起的微梁反光板无序振动产生的光学读出噪声成为系统噪声的主要来源. 当真空度小于1Pa时,总热导和光学读出噪声值的变化都趋于平缓;当真空度小于10-2Pa时,空气热导的影响可忽略,总热导降低到微梁感热像素的辐射极限,光学读出噪声也降低到一极小值. 实验结果与理论分析相符合.

English Abstract

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