紅外探測器是氣體紅外(wài)成像檢(jiǎn)測儀的核心器件(jiàn),是探測、識別和分(fèn)析VOCs氣體泄漏的關鍵。根據工作溫(wēn)度(dù),紅外探測器(qì)可分為製冷型紅外探測(cè)器和非製冷(lěng)型紅外探測器。製冷型紅(hóng)外(wài)探測器根據其傳感器材料又可細分多個類別,那麽製冷型紅外探測器有哪幾種(zhǒng)類型?下(xià)麵就大家介紹一下關於“製冷型(xíng)紅外探測器分類”。
製冷型紅外(wài)探測器分類
製(zhì)冷型紅外探測器按照MEMS傳感器材料的不同可細分為碲鎘汞(gǒng)探測器、銻化銦探測器、量子阱探測器、二類超晶格探測器等。
碲鎘汞紅外探測器
碲鎘汞紅外探測器采用的紅外半導體材料為碲鎘汞,通過調節Cd組分變化(huà),波(bō)長可完(wán)全覆蓋短波、中波、長(zhǎng)波和甚長波等整個紅外波段。
優點:電子有效質量小而本征載流(liú)子濃度(dù)低,吸收係數大,量子(zǐ)效率高,因而製成的探(tàn)測器噪聲低,探測率高。
缺點:碲、鎘、汞三(sān)種材料是通過離子鍵結合的方式連(lián)接(jiē)的,其相互作用力小(xiǎo)。構成元素汞非常(cháng)不穩定,容易從碲鎘汞材料(liào)中逸出從而造成材料的缺陷、材料的不均勻以及器件性能的不均勻,在長波應(yīng)用時尤其突出。
銻化銦探測器:
銻化銦探(tàn)測器屬於本征吸收,其材料量子效率和響應率高。熱靈敏度與圖像質量都較高,目前已成為重要的中波紅外探測器之一。
量子阱紅外探測器:
量(liàng)子阱紅外探測器因其構成材料在(zài)能帶結構上(shàng)構成的(de)電子或空穴勢阱而得名。外來光子引起的電子或空穴(xué)躍遷屬於子帶間躍遷(qiān),在外加電場的作用下載流子被收集形成光(guāng)電流。
優點:構成元素Ga、As與Al、As之間是共價鍵(jiàn)結合,互作用力大(dà),材料牢固穩(wěn)定,可耐受天基高能離子(zǐ)輻射(shè),適於(yú)製備天基紅外探測器。
缺點:量(liàng)子阱紅(hóng)外探測器量(liàng)子效率低,遠遠小於碲鎘汞材料,在相同的積分時間和光(guāng)學係統條件(jiàn)下,量子阱長波(bō)紅外探測器性能比碲鎘汞長波(bō)紅外探測器低。
另外量子(zǐ)阱紅外探測器(qì)為了提高了製冷要求,會相應地增(zēng)加係統的功耗、縮短(duǎn)製冷機的壽命。
二(èr)類超晶格探測器:
二類超晶主要應用於高性能(néng)紅外焦平麵成像陣列製造中。二類超晶紅外(wài)探測器具有穿透性強、抗幹擾性強、全天候工作等優點。紅外(wài)焦平麵成像(xiàng)陣列,可使整個視場內景物的每一個像(xiàng)元與一個敏感元相(xiàng)對應(yīng),光電轉換效率更高。
與碲鎘汞紅外探測器相比,二類(lèi)超晶格的(de)優勢主(zhǔ)要體現在以下幾方麵:
一、二(èr)類超晶格(gé)材料的電子有效質量大,在長波範圍(wéi)約為碲鎘(gé)汞的3倍(bèi),尤其在甚長波,隨著波長增長,碲鎘汞的電子(zǐ)有效質量變小,而二類超晶格材料的(de)電子有效質量卻不變。由此(cǐ)決定了(le)二類超晶格探測器帶間(jiān)隧穿電流小,器(qì)件暗電流小。
二、通過應變(biàn)對能帶結構的調節(jiē)作用(yòng),能有效(xiào)降低俄歇複合,提高載流子有效壽命,提高器件性能。
三、二類超晶格(gé)材(cái)料構成元素之間化學鍵(jiàn)強,材料穩定性好,對工藝的要(yào)求大大降低(dī),器件產業化優勢明顯。
以上是對(duì)幾種製冷型紅外探測器分類的介紹,希望對您(nín)有所(suǒ)幫助。
PF-3000便攜式紅外熱(rè)成像氣體泄(xiè)漏檢(jiǎn)測儀采用中(zhōng)波製冷型二類超晶格(gé)紅外探測器,以圖(tú)像形式快讀發現VOCs的泄漏,並準確定位泄漏/排放的源頭(tóu),實現對(duì)不可達密封點及(jí)較大範圍的VOCs氣體泄漏的快速檢測。
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