非製冷紅外探測器利用紅外輻射的熱效應 ,由紅外吸收材料將紅外輻射能轉換成熱能 ,引起敏感元件溫度上升 。敏感元件的某個物理參數隨之發生變化 ,再通過所設計的某種轉換機製轉換為電信號或可見光信號 ,以實現對物體的探測 。
非製冷焦平麵紅外探測器組成見下圖 :
非製冷紅外焦平麵探測器是熱成像係統的核心部件 。以下介紹了非製冷紅外焦平麵探測器的工作原理及微測輻射熱計 、讀出電路 、真空封裝三大技術模塊,分析了影響其性能的關鍵參數 。
與微測輻射熱計設計相關的重要參數包括低的熱導 、高的紅外吸收率 、合適的熱敏材料等 ;讀出電路的傳統功能是實現信號的轉換讀出 ,近年來也逐漸加入了信號補償的功能 ;真空封裝技術包括了金屬管殼封裝 、陶瓷管殼封裝 、晶圓級封裝和像元級封裝 。
焦平麵紅外探測器是熱成像係統的核心部件 ,是探測 、識別和分析物體紅外信息的關鍵 ,在軍事 、工業 、交通 、安防監控 、氣象 、醫學等各行業具有廣泛的應用 。
焦平麵紅外探測器可分為製冷型紅外焦平麵探測器和非製冷紅外焦平麵探測器 ,製冷型紅外焦平麵探測器的優勢在於靈敏度高 ,能夠分辨更細微的溫度差別 ,探測距離較遠 ,主要應用於高端軍事裝備 ;非製冷紅外焦平麵探測器無需製冷裝置 ,能夠工作在室溫狀態下 ,具有體積小 、質量輕 、功耗小 、壽命長 、成本低 、啟動快等優點 。
雖然在靈敏度上不如製冷型焦平麵紅外探測器 ,但非製冷紅外焦平麵探測器的性能已可滿足部分軍事裝備及絕大多數民用領域的技術需要 。近年來 ,隨著非製冷紅外焦平麵探測器技術的不斷進步和製造成本的逐漸下降 ,其性價比快速提升 ,為推動非製冷紅外焦平麵探測器的大規模市場應用創造了良好條件 。