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

1、任何溫度高于絕對(duì)零度（-273℃）的物體都會(huì)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(cè)器收集這種能量并經(jīng)過(guò)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(diǎn)可以克服很多惡劣的環(huán)境（如雨雪、霧霾等）。因此，紅外探測(cè)器被廣泛應(yīng)用于成像及溫度探測(cè)等領(lǐng)域。
　　紅外探測(cè)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(diǎn)，在軍民市場(chǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，非制冷探測(cè)器主要是熱釋電型和微測(cè)輻射熱計(jì)型兩種。熱釋電型探測(cè)器需要掃描機(jī)械裝置，可靠性差，而微測(cè)輻射熱計(jì)型探測(cè)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(jī)械裝置，成本、功耗都降低，因此，微測(cè)輻射熱計(jì)會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)成為主流。
　　紅外探測(cè)器是紅外成像測(cè)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(cè)器之前需要進(jìn)行嚴(yán)格的性能參數(shù)測(cè)試。目前國(guó)外已經(jīng)擁有成熟的紅外測(cè)試技術(shù)及測(cè)試儀器，國(guó)內(nèi)起步較晚且受到西方國(guó)家的封鎖，而能夠購(gòu)買的機(jī)臺(tái)昂貴且維護(hù)不便，這就迫切需要國(guó)內(nèi)能夠研制出性能優(yōu)異的紅外測(cè)試儀器。國(guó)內(nèi)主要是各大高校和研究所開(kāi)展紅外測(cè)試技術(shù)的研究，且大都是理論實(shí)驗(yàn)型的研究，只有上海技術(shù)物理研究所與法國(guó)HGH公司合作研制出了一款測(cè)試產(chǎn)品，但其內(nèi)部核心模塊購(gòu)自國(guó)外，仍然不是自主研發(fā)生產(chǎn)的紅外測(cè)試儀器。
　　基于上述原因，

4、且本文測(cè)試的對(duì)象為合作設(shè)計(jì)試驗(yàn)階段的微測(cè)輻射熱計(jì)，同時(shí)結(jié)合自身的測(cè)試需求，提出了本課題的研究方向。微測(cè)輻射熱計(jì)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程主要分為三步：ROIC（讀出電路，Readout Integrated Circuit）設(shè)計(jì)及加工，生長(zhǎng)微橋陣列及氧化釩薄膜，封裝成品。ROIC是實(shí)現(xiàn)紅外電信號(hào)處理傳輸?shù)年P(guān)鍵，對(duì)于它的參數(shù)測(cè)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(zhǎng)氧化釩薄膜是通過(guò)MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)，Microelectro

5、mechanical Systems）工藝將敏感元橋接到ROIC上實(shí)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(duì)于其性能測(cè)試也很有必要。但本文根據(jù)合作單位要求，只須對(duì)MEMS加工后的IRFPA進(jìn)行定性測(cè)試以優(yōu)選芯片進(jìn)行封裝。對(duì)封裝后的成品，本文通過(guò)聯(lián)調(diào)成像的效果來(lái)初步評(píng)判器件性能。
　　本文通過(guò)基于虛擬儀器的參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和聯(lián)調(diào)成像