鉭酸鋰熱釋電紅外探測器特性研究.pdf

1、近年來,基于鉭酸鋰(LiTaO3)晶體材料的熱釋電紅外探測器具有抗輻照能力強、環(huán)境適應性好、靈敏度高、生產一致性好等特點,世界各航天大國紛紛采用熱釋電紅外探測器替代原有的熱敏電阻型紅外探測器。
　　迄今為止,國際上對鉭酸鋰熱釋電探測器的研究已經廣泛開展,但國內對此的研究尚有不足,探測器結構設計還不成熟,對敏感材料的研究也有待提高,例如鉭酸鋰敏感材料的制備和減薄。
　　本文首先對熱釋電探測器的工作原理進行了闡述和討論,對敏感元

2、不同備選材料進行了詳細的介紹和分析,綜合各方面因素采用鉭酸鋰作為探測器的敏感材料。重點研究了熱釋電探測器的電學、熱學和力學性能,并結合大量的仿真和分析得出了理論上最佳的設計值,此外還開展了鉭酸鋰的減薄工藝實驗,制備了厚度為28μm的鉭酸鋰晶片。具體工作如下:
　　1、基于集總參數模型,提出了三種不同的支撐結構(既:雙腿、四腿、五腿),通過改變敏感材料的厚度,對不同支撐結構下熱釋電探測器的電壓響應、噪聲、探測率等電學性能進行分析和討

3、論,得到探測器電學性能隨結構和敏感元厚度變化的數據和趨勢,為敏感材料參數的選擇和器件的結構優(yōu)化提供了依據;
　　2、基于有限元分析軟件,針對幾種熱釋電探測器結構的熱學和力學性能進行仿真,分析了不同敏感材料厚度、支撐結構以及橋腿高度對熱釋電探測器的熱學和力學性能影響,綜合考慮以上性能提出了五腿結構、敏感層20μm的結構模型;
　　3、基于電學、熱學和力學性能的討論,對鉭酸鋰晶體的減薄進行了較為深入的研究,通過不斷改進實驗方法和