留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双层红外微测辐射热计的微桥结构仿真

杨卓 许向东 敖天宏 王志 樊泰君 黄龙 蒋亚东 陈超

杨卓, 许向东, 敖天宏, 王志, 樊泰君, 黄龙, 蒋亚东, 陈超. 双层红外微测辐射热计的微桥结构仿真[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(7): 1677-1783.
引用本文: 杨卓, 许向东, 敖天宏, 王志, 樊泰君, 黄龙, 蒋亚东, 陈超. 双层红外微测辐射热计的微桥结构仿真[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(7): 1677-1783.
YANG Zhuo, XU Xiang-Dong, AO Tian-Hong, WANG Zhi, FAN Tai-Jun, HUANG Long, JIANG Ya-Dong, CHEN Chao. Simulation of structures for two-layer infrared microbolometers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(7): 1677-1783.
Citation: YANG Zhuo, XU Xiang-Dong, AO Tian-Hong, WANG Zhi, FAN Tai-Jun, HUANG Long, JIANG Ya-Dong, CHEN Chao. Simulation of structures for two-layer infrared microbolometers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(7): 1677-1783.

双层红外微测辐射热计的微桥结构仿真

Simulation of structures for two-layer infrared microbolometers

  • 摘要: 非制冷红外探测器具有广阔的军事和民用前景。近年来,出现了一类性能优越的新型双层微测辐射热计型红外探测器。利用有限元分析方法和光学导纳矩阵法详细研究了两种类型的双层微测辐射热计的主要性能。结果表明,双层微测辐射热计的综合性能优于单层微测辐射热计。其中,双层S型结构的温升最优,但其力学稳定性较差,难以满足实践需要;双层U型结构的温升虽低于双层S型结构的温升,但明显优于单层微桥;重要的是,双层U型结构在光吸收性能、力学稳定性、器件制造等方面均优于双层S型结构。所以,双层U型结构的综合性能更优。还设计了一种综合性能更优的改进型双层U型结构。
  • [1] Peng Ziqiu, Wang Jun, Yuan Kai, et al. Recent developments of micro-bolometer using double sacrificial layers[J]. Chinese Journal of Electron Devices, 2010, 33(3): 304-307. (in Chinese)
    [2] Xu X D, Zhang H L, Zhang L C, et al. Stress engineering of SiNx films for modifying optical and mechanical properties [J]. J Phys Chem C, 2009, 113: 4634-4640.
    [3] Zhou Dong, Xu Xiangdong, Wang Zhi, et al. Study on characteristics and structures of amorphous silicon nitride thin films applied in micro-bolometer[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(10): 2782-2787. (in Chinese)
    [4] Deniz S T, Selim E, Orhan S A, et al. An uncooled microbolometer infrared focal plane array in standard CMOS[C]//SPIE, 2001, 4288: 112-121.
    [5] Li Su, Wu Zhiming, Jiang Yadong, et al. Performance analysis of microbolometer microbridge structure [J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2006, 19(5): 1728-1730. (in Chinese)
    [6] Yutaka Tanaka, Akio Tanaka, Kiyoshi Iida, et al. Performance of 320240 uncooled bolometer type infrared focal plane arrays [C]//SPIE, 2003, 5074: 414-424.
    [7] Xu Lujia, Hu Ming, Yang Haibo, et al. Thickness ratio of support membranes for incooled infrared microbolometer [J]. J Infrared Millim Waves, 2010, 29(4): 251-254. (in Chinese)
    [8] Wang Zhi, Xu Xiangdong, Zhou Dong, et al. Study on effect of thermal-stress on microbridges of uncooled IRFPAs and the controlling methods[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(3): 0331002-1-0331002-5. (in Chinese)
    [9] Xu Xiangdong, Yang Zhuo, Wang Zhi, et al. Advanced design of microbolometers for uncooled infrared detectors[C]//IEEE Proc Intern Conf Sci Technol, 2011: 745-747.
    [10] Li Chuan, Skidmore G D. Recent development of ultra small pixel uncooled focal plane arrays at DRS[C]//SPIE, 2007, 6542: 65421Y-2.
    [11] Murphy D, Ray M, Wyles J. Performance improvements for VOx microbolometer FPAs[C]//SPIE, 2004, 5406: 531-540.
    [12] Xu Tairan. MEMS Microsystems Design and Manufacture [M]. Wang Xiaohao, Zhou Zhaoying translated. Beijing: China Machine Press, 2004: 225. (in Chinese)
    [13] Fan Qingshan, Cai Xin. Material Mechanics[M]. Beijing:Tsinghua Press, 2006: 173. (in Chinese)
    [14] Gong Yuguang, Li Wei, Cai Haihong, et al. Simulation of microbolometers based on а-Si: H thin films with thermal and mechanical performance [J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2009, 22(8): 1122-1126. (in Chinese)
    [15] Liu Weiguo, Jin Na. Integrated Uncooled Thermal Imaging Detecing Array[M]. Beijing: National Defence Industry Press, 2004: 13. (in Chinese)
    [16] Dong Liang, Yue Ruifeng, Liu Litian. Optical And Thermal design for mircobolometer[J]. J Infrared Millim Waves, 2003, 22(2): 109-113. (in Chinese)
    [17] Zhang Yizhong, Wu Zhiming, Xu Xiangdong, et al. Deformation analysis of Bolometer micro-bridges[J]. Infrared Technology, 2008, 30(9): 516-519. (in Chinese)
    [18] Fan Jinxiang, Yue Yanjun. Development in new concepts and new schemes for military infrared imaging systems [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(1): 1-6. (in Chinese)
    [19] He Wenjin, Tai Yunjian, Li Yuying, et al. Thermal isolation structure for pyroelectric uncooled infrared focal plane array detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(8): 1407-1411. (in Chinese)
  • [1] 杨志勇, 宋俊辰, 蔡伟, 陆高翔, 罗李娜.  非通视方位传递系统中保偏光纤分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210315-1-20210315-9. doi: 10.3788/IRLA20210315
    [2] 张鹏辉, 赵扬, 李鹏, 周志权, 白雪, 马健.  基于有限元法的激光声磁检测系统优化研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210533-1-20210533-9. doi: 10.3788/IRLA20210533
    [3] 刘小涵, 李双成, 李美萱, 张容嘉, 张元.  离轴三反光学系统主三反射镜支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210025-1-20210025-9. doi: 10.3788/IRLA20210025
    [4] 翟岩, 姜会林, 梅贵, 江帆.  大口径空间红外相机铍铝合金反射镜组件材料选择与设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190390-1-20190390-7. doi: 10.3788/IRLA20190390
    [5] 张鹏, 曹乾涛, 董航荣, 赵鑫, 孙佳文, 吴斌, 刘红元.  大面元太赫兹热释电探测器 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190338-20190338-6. doi: 10.3788/IRLA20190338
    [6] 徐广州, 阮萍.  高精度光学抛物面面形参数计算新方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 617001-0617001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0617001
    [7] 李响, 王守达, 张家齐, 李小明, 张立中.  承载式激光通信光学天线 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1118001-1118001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1118001
    [8] 邢艳秋.  空间微型光学载荷主结构优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1113002-1113002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1113002
    [9] 赵彦东, 方勇华, 李扬裕, 李大成.  亥姆霍兹光声光谱多气体检测器设计和优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620005-0620005(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0620005
    [10] 闵庆旭, 张超省, 朱俊臻, 冯辅周, 徐超.  超声红外热像中激励源位置对裂纹生热的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 104007-0104007(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0104007
    [11] 冯辅周, 闵庆旭, 朱俊臻, 徐超, 曹维.  超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 704004-0704004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0704004
    [12] 李衍璋, 黄长春, 张运强, 牛亚军, 宋大林, 常军.  超音速共形光学系统动态热差实时校正研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 418001-0418001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0418001
    [13] 范达, 明星, 刘昕悦, 王国名, 郭文记, 黄旻, 董登峰.  高空高速环境热光学分析及光学窗口设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818001-0818001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0818001
    [14] 张耀平, 樊峻棋, 龙国云.  变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
    [15] Sekou Singare, 陈盛贵, 钟欢欢.  激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206005-0206005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206005
    [16] 冯辅周, 张超省, 闵庆旭, 王鹏飞.  超声红外热像技术中金属平板裂纹的生热特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1456-1461.
    [17] 杨利伟, 李志来, 辛宏伟, 徐宏, 樊延超.  小型红外相机结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3025-3031.
    [18] 王洪桥, 范斌, 吴永前, 刘海涛, 刘容.  φ1.2 m 主镜光学加工中轴向支撑系统的补偿力分析计算 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1889-1893.
    [19] 秦雷, 刘俊岩, 龚金龙, 姜斌, 王扬.  超声红外锁相热像技术检测金属板材表面裂纹 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1123-1130.
    [20] 邵珺, 叶景峰, 胡志云, 张振荣, 黄梅生.  简单光学系统抗振性能的数值模拟与实验分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2990-2995.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  413
  • HTML全文浏览量:  47
  • PDF下载量:  136
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 刊出日期:  2012-07-25

双层红外微测辐射热计的微桥结构仿真

摘要: 非制冷红外探测器具有广阔的军事和民用前景。近年来,出现了一类性能优越的新型双层微测辐射热计型红外探测器。利用有限元分析方法和光学导纳矩阵法详细研究了两种类型的双层微测辐射热计的主要性能。结果表明,双层微测辐射热计的综合性能优于单层微测辐射热计。其中,双层S型结构的温升最优,但其力学稳定性较差,难以满足实践需要;双层U型结构的温升虽低于双层S型结构的温升,但明显优于单层微桥;重要的是,双层U型结构在光吸收性能、力学稳定性、器件制造等方面均优于双层S型结构。所以,双层U型结构的综合性能更优。还设计了一种综合性能更优的改进型双层U型结构。

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回