видове термични принтери
Термовизионни камери са класифицирани според вида на сензора.
Устройствата за визуализация с т.нар термочувствителен елемент се използват като сензорни bolometers елемент.
Устройствата за визуализация с чувствителен елемент, въз основа на вътрешния фоточувствителен елемент се използва като чувствителен елемент чувствителни полупроводникови спектър от материали, чувствителни към инфрачервени.
За да започнете да характеризират тези сензори като цяло.
Сравнение на термични фотодетектори чувствителност и фотодетектор на базата на полупроводникови фоточувствителни матрици на базата на вътрешния фотоелектричния ефект е показан на фиг. 2 (1 - топлина приемници 2 - фотонни приемници).
За обективни причини, свързани с особеностите на физически процеси работят микроболометър елементи (широколентов абсорбция на радиация и високи нива на шум), откриване способността на тези устройства за порядъка по-малки от чувствителността на откриване на полупроводникови фоточувствителни матрици, които се основават на вътрешния фотоелектричния ефект, чувствителен към излъчване с определена дължина вълна.
За да се оцени разликата между термовизионните произведени по тези и други чувствителни елементи, оцени тяхното откриване.
В detectivity на фоточувствителни полупроводникови елементи варира между 109-1015 • см Hz1 / 2 W-1. Detectivity болометър варира 107-108 • см Hz1 / 2 W-1. Отделно от факта, че само по себе си е една много съществена разлика от сравнението на тези стойности, можем да заключим с някои топлинен сензор трябва да се използва при определяне на обект поставени на различни разстояния. Bolometers използвани в инфрачервени системи за наблюдение и разпознаване на обекти на къси разстояния (10-1500 М). Първоначално, въз основа на bolometers термовизионни са били разработени за инфрачервени мерници, бинокли, инфрачервени системи за преглед на превозни средства, безпилотни малки системи, инфрачервено наблюдение.
Термични базирани полупроводникови чувствителни елементи с висока detectivity осигуряват "видимост" на десетки километри и се използват в тежки комплекси.
Термични базирани топлинни фотодетектори изображения за изображението (принтери, базирани на bolometers)
Принципът на работа се основава на термични фотодетектори регистриране на промени в свойствата на материала, когато промяна на температурата поради абсорбция на оптични лъчения. Има различни видове термични фотодетектори на базата на различни ефекти. Сред най-често срещаните:
а) bolometers използващи тънък промяна метал резистентност, полупроводников или свръхпроводящ филм;
б) термоелектрически детектори или термоелектрически тип термодвойка използване на ефекта на появата на термо-електродвижеща сила на клемите на двата метала;
в) Пироелектрични детектор на базата на Пироелектрични ефект в Пироелектрични, включително в фероелектрични кристали близо до температурата на Кюри;
ж) оптичните акустични приемници (PDA), понякога се нарича пневматични IR детекторните елементи или Golay използват периодични разширяване и свиване на газа, когато се нагрява от амплитуда модулирани оптични лъчения абсорбира от тънка мембрана.
Предмет е както следва. Както вече бе споменато, всеки елемент чувствителен Микроболометърни матрица се състои от тънък слой чувствителни към промени в температурата и отлага върху субстрат за топлинна изолация. температура чувствителен елемент, например на базата на ванадиев оксид Vox модификации и двата електрода свързват температура чувствителен материал върху субстрата и веригата на четене. Изпускани инфрачервена енергия, получена от всеки Микроболометърни детектор, който увеличава температурата на детектор. Промяната на температурата предизвиква промяна в съпротивлението на всеки детектор, който регистрира мултиплексиране интегрална схема, разположена на същата полупроводникова подложка. Важен фактор за постигане на високи технически характеристики микроболометър масиви е изборът на термочувствителен слой с високо температурен коефициент на съпротивление (TCR) и ниски нива на излишък на шума, като същевременно осигурява добра абсорбция на лъчението в работната спектрален диапазон. Чувствителност основно ограничена термична проводимост на всеки пиксел. Скоростта на работа се определя от съотношението на капацитета на топлина и устойчивост на топлина. Намален капацитет увеличава топлина не само скоростта, но също флуктуация - шум. Увеличението на топлопроводимост подобрява производителността, но намалява чувствителността (и за да го е нараснал, е необходимо да се увеличи TCR и базовата съпротивление).
Притежават висока TCR полупроводникови филм. Подходът за решаване на някои от проблемите, Vox-Микроболометърни основава на използването на аморфен (некристална) силиций като топлинно чувствителен материал. Аморфен силициев има по-висока стойност на СТК, който дава високо ниво на чувствителност. Въпреки това, аморфен силиций има по-висока база съпротивление, така че не е проблем на съвпадение високо изходно съпротивление до измервателни вериги входно съпротивление. Също полупроводници присъщ прекомерен ток шум. Във връзка с това, изборът на материал на сензора е един многостранен задача.
Значително увеличаване на коефициента на поглъщане на инфрачервено излъчване позволява многослойна, така наречените сандвич структура. Сандвичи конструирани във формата на оптични резонатори, абсорбира 80% от излъчване при дължина на вълната 8 микрона. Абсорбцията може да бъде постигнато плоски структури 50-80% 8.5-10 цт в лентата.
Изображението визуализира чрез принтери базирани на bolometers, има същата форма като изображението получава при използване на термични полупроводникови матрици.
Thermal базирани вътрешен fotoefffekta за визуализиране на изображения
С течение на електромагнитно излъчване (включително оптични) чрез полупроводници него генерират свободни електрони. Когато вътрешната фотоелектричния ефект вътрешна абсорбция на фотонна енергия трябва да бъде по-малка от ширината на така наречената лента празнина полупроводника (EG), т.е. присъщата абсорбцията на фотони да образуват електрон-дупка двойки трябва да отговаря на условието: з # 61550; .. # 61642; Например, когато з # 61550; - фотонна енергия
# 61550; # 61472; - излъчване честота (# 955 = С / # 957)
ч - константата на Планк.
Границата на дълги вълни photoconductivity се определя от:
# 955; = Hc / Eg = 1,24 / Eg (EV)
Това е максималната дължина на вълната на излъчване се абсорбира с този полупроводников Bandgap да образуват електрон-дупка двойки.
източници:
S. Zee. Физика на полупроводникови устройства. Мир, 1984.
Средна оценка на тази статия: 5 (2 гласа)
Вашата оценка:
Свързани статии