基于虛擬儀器的微測輻射熱計IRFPAROIC測試與成像系統(tǒng).pdf

1、任何溫度高于絕對零度（-273℃）的物體都會自發(fā)地向外發(fā)射出紅外輻射能量，且隨著溫度的不同而不同，使用紅外探測器收集這種能量并經(jīng)過相應(yīng)的電子系統(tǒng)處理，可以再現(xiàn)物體的圖像及溫度。這種基于溫度成像的特點可以克服很多惡劣的環(huán)境（如雨雪、霧霾等）。因此，紅外探測器被廣泛應(yīng)用于成像及溫度探測等領(lǐng)域。
　　紅外探測器分類方法有多種，常按照制冷方式劃分為制冷型和非制冷型。制冷型需要笨重的制冷設(shè)備，大多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域；而非制冷型雖不如制冷型靈敏度

2、高，但由于其小體積、低成本、低功耗等特點，在軍民市場中得到廣泛的應(yīng)用。目前，非制冷探測器主要是熱釋電型和微測輻射熱計型兩種。熱釋電型探測器需要掃描機械裝置，可靠性差，而微測輻射熱計型探測器雖然目前響應(yīng)率不如熱釋電型，但隨著基礎(chǔ)材料及科學(xué)的發(fā)展，已逐漸逼近熱釋電型，況且其不需要機械裝置，成本、功耗都降低，因此，微測輻射熱計會在未來一段時間內(nèi)成為主流。
　　紅外探測器是紅外成像測溫的核心部件，它的好壞直接影響到應(yīng)用的功能性和可靠性，因

3、此在應(yīng)用紅外探測器之前需要進行嚴格的性能參數(shù)測試。目前國外已經(jīng)擁有成熟的紅外測試技術(shù)及測試儀器，國內(nèi)起步較晚且受到西方國家的封鎖，而能夠購買的機臺昂貴且維護不便，這就迫切需要國內(nèi)能夠研制出性能優(yōu)異的紅外測試儀器。國內(nèi)主要是各大高校和研究所開展紅外測試技術(shù)的研究，且大都是理論實驗型的研究，只有上海技術(shù)物理研究所與法國HGH公司合作研制出了一款測試產(chǎn)品，但其內(nèi)部核心模塊購自國外，仍然不是自主研發(fā)生產(chǎn)的紅外測試儀器。
　　基于上述原因，

4、且本文測試的對象為合作設(shè)計試驗階段的微測輻射熱計，同時結(jié)合自身的測試需求，提出了本課題的研究方向。微測輻射熱計的設(shè)計生產(chǎn)流程主要分為三步：ROIC（讀出電路，Readout Integrated Circuit）設(shè)計及加工，生長微橋陣列及氧化釩薄膜，封裝成品。ROIC是實現(xiàn)紅外電信號處理傳輸?shù)年P(guān)鍵，對于它的參數(shù)測試顯得尤為重要，并且還能幫助優(yōu)化生產(chǎn)ROIC的CMOS工藝。生長氧化釩薄膜是通過MEMS（微機電系統(tǒng)，Microelectro

5、mechanical Systems）工藝將敏感元橋接到ROIC上實現(xiàn)電連通，該工藝的優(yōu)劣直接影響到IRFPA（紅外焦平面陣列，Infrared Focal Plane Arrays）的均勻性、靈敏度等性能，所以對于其性能測試也很有必要。但本文根據(jù)合作單位要求，只須對MEMS加工后的IRFPA進行定性測試以優(yōu)選芯片進行封裝。對封裝后的成品，本文通過聯(lián)調(diào)成像的效果來初步評判器件性能。
　　本文通過基于虛擬儀器的參數(shù)測試系統(tǒng)和聯(lián)調(diào)成像