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微测辐射热计光学热学和电学参数测试技术的研究

曾星鑫  
【摘要】:非制冷红外焦平面探测器已经越来越广泛地应用于各个领域,在如今红外探测器高速发展的时代,红外探测器的性能受到了越来越多地关注,建立一个完整的红外探测器性能测试平台的需要也越来越迫切。微测辐射热计作为红外探测器的重要组成部分,它的测试一方面可以为微测辐射热计器件设计进行验证,另一方面可以为探测器的读出电路的设计提供指导。 本课题是对微测辐射热计的光学、热学和电学参数的测试技术进行了研究。首先对微测辐射热计的工作原理和各项参数进行了理论上的分析和推导,在对微测辐射热计的参数建立理论模型的基础上,对微测辐射热计的各项参数例如响应、噪声、热导、响应时间等提出了不同的测试方法,并且对微测辐射热计样品进行了测试。 针对微测辐射热计的光电参数,提出了一种应用锁相放大技术和光学斩波技术的测试方法来测试微测辐射热计的响应,该方法能够对微弱的响应信号进行提取,提高了测试的能力和精度;而对噪声的测试使用了一种两级放大然后分析功率谱密度的方法,对噪声信号进行放大后再对频域进行分析,降低了周围环境和系统噪声对测试的影响;最后提出了一种利用标准探测器标定对微测辐射热计的相对光谱进行测试的方法。 微测辐射热计的热学参数中,电阻温度系数利用恒温箱调节微测辐射热计的温度,再测试对应温度下的电阻,可以利用该数据得到微测辐射热计的电阻和温度关系。使用的是I-V法对热导进行测试,利用电流的焦耳效应得到产生的热量,而利用电阻可以得到微测辐射热计的温度,计算出热导。对响应时间提出了一种利用响应随频率的变化关系计算的方法,并且给出了一种直接测试的方法。而热容没有直接测试的方法,只能通过计算或者仿真的方式得到结果。


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