不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计

田广; 徐庆安; 杨宇; 吕志强; 李慧

doi:10.3788/IRLA201948.0304001

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不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计

田广, 徐庆安, 杨宇, 吕志强, 李慧

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田广, 徐庆安, 杨宇, 吕志强, 李慧. 不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 304001-0304001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

引用本文:

田广, 徐庆安, 杨宇, 吕志强, 李慧. 不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 304001-0304001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

Tian Guang, Xu Qing'an, Yang Yu, Lv Zhiqiang, Li Hui. Design of noise testing system for infrared detector in different bias voltages[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 304001-0304001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

Citation:

Tian Guang, Xu Qing'an, Yang Yu, Lv Zhiqiang, Li Hui. Design of noise testing system for infrared detector in different bias voltages[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 304001-0304001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

1.
北京控制工程研究所,北京 100094

基金项目:

国家自然科学基金（61076106）

详细信息

作者简介:
田广(1986-),男,工程师,硕士,主要从事红外探测器设计及测试、光电器件电路设计方面的研究。Email:tianguangok@126.com

中图分类号: TN216

Design of noise testing system for infrared detector in different bias voltages

1.
Beijing Institute of Control Engineering,Beijing 100094,China

摘要: 热敏电阻型红外探测器是红外地球敏感器的核心元件，其质量决定整个卫星姿态测量精度。热敏电阻型红外探测器元件制造过程工艺复杂，技术难点大。由于该类器件的失效主要表现为噪声失效，因此，需要研究新的噪声测试方法来剔除失效器件。针对以锰钴镍氧化物作为灵敏元的红外探测器的特点，在分析其噪声模型的基础上，研究了不同偏压下噪声测试方法，并提出了相应测试系统的设计方案。通过测试验证，该系统本底噪声小于100 nV/Hz1/2，测试精度也满足要求，可以利用该测试方法进一步剔除存在疑点的探测器，提高红外探测器筛选有效性。该系统将为热敏电阻型红外探测器不同偏压下噪声筛选提供实验平台，并为进一步分析和研究不同偏压下噪声变化机理的研究奠定了基础。
- 红外探测器 /
- 不同偏压下噪声 /
- 测试系统
Abstract: Thermistor type infrared detector is the key element of the infrared earth sensor, which plays an important role in measuring precision of satellite attitude． The manufacturing process of the thermistor type infrared detector is complex, and the technical difficulties are great. Owing to the failure of these devices is mainly caused by noise, it is necessary to study new noise testing method to eliminate the failure devices. According to the structural characteristics of infrared detector based on thermistor of ternary Mn-Ni-Co oxide, the noise models were discussed in detail, and the noise test method based on infrared detector in different bias voltage was studied, then the corresponding testing system was designed. Test results show that the local noise and test accuracy of the system meet the requirements. The system will provide an experimental platform for the research of noise screening in different bias voltages, and lay a foundation for further analysis and research on the mechanism of noise variation in different bias voltages.
- infrared detector /
- noise in different bias voltages /
- testing system

[1]	Yu Fei, Ren Xifeng, Li Sujun. Analysis of noise for infrared focal plane array in low temperature background[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0304003. (in Chinese)余菲, 任栖锋, 李素钧. 低温背景下红外焦平面阵列的噪声分析[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3):0304003.
[2]	Gao Y Q, Huang Z M, Hou Y, et al. Structural and electrical properties of Mn1.56Co0.96Ni0.48O4 NTC thermistor films[J]. Materials Science and Engineering:B, 2016, 185(7):74-78.
[3]	Karanth S, Sumesh M A, Shobha V, et al. Infrared detectors based on thin film thermistor of ternary Mn-Co-Ni-O on micro-machined thermal isolation structure[J]. Sensors and Actuators A:Physical, 2009(153):69-75.
[4]	Huang Meng. A low frequency noise test system for thermistor infrared detectors[J]. Computer Measurement Control, 2016(2):318-320. (in Chinese)黄萌. 一种热敏电阻红外探测器低频噪声测试系统[J]. 计算机测量与控制, 2016(2):318-320.
[5]	Ma Ning, Liu Sha, Li Jiangyong. Analysis on spatial noise and temporal noise of IR thermal imager[J]. Laser Infrared, 2017, 47(6):717-721. (in Chinese)马宁, 刘莎, 李江勇. 红外热像仪的空间噪声和时间噪声分析[J]. 激光与红外, 2017, 47(6):717-721.
[6]	Gino Giusi, Felice Crupi, Calogero Pace. A procedure for extracting 1/f noise from random telegraph signals[J]. Transactions on Electron Device, IEEE, 1989, 36(12):1773-1782.
[7]	技术标准出版社. 电阻器[M]. 北京:技术标准出版社,1981.
[8]	Zhuang Yiqi, Sun Qing. Noise as tool to characterize electron device reliability[J]. Acta Eelectronica Sinica, 1996, 24(2):82-87. (in Chinese)庄奕琪, 孙青. 电子器件可靠性的噪声表征方法[J]. 电子学报, 1996, 24(2):82-87.
[9]	Wu Yong, Ma Zhongfa, Du Lei. Thin-film resistor reliability characterization based on low frequency noise[J]. Electronic Science and Technology, 2014(12):100-104, 107. (in Chinese)吴勇, 马中发, 杜磊. 基于低频噪声的薄膜电阻器可靠性表征方法[J]. 电子科技, 2014(12):100-104, 107.
[10]	Chen Kunfeng, Wang Yongzhong, Ying Chengping. Research of the ultra-low-noise test system[J]. Journal of Jiamusi University(Natural Science Edition), 2017, 35(5):825-827. (in Chinese)陈坤峰, 汪永忠, 应承平. 低噪声测试系统的研究[J]. 佳木斯大学学报(自然科学版), 2017, 35(5):825-827.
[11]	Dai Yisong, Ding Hong, Zhang Xinfa. The measurement and analysis system of low frequency noise spectrum in the temperature range of 77-300 K[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 1995, 16(3):231-236. (in Chinese)戴逸松, 丁宏, 张新发. 77~300 K低频噪声谱测量及分析系统[J]. 仪器仪表学报, 1995, 16(3):231-236.

[1]	王军, 何美誉, 韩兴伟, 韩超, 韩嘉悦. 局域场增强石墨烯近红外光电探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210823-1-20210823-8. doi: 10.3788/IRLA20210823
[2]	马旭, 李云雪, 黄润宇, 叶海峰, 侯泽鹏, 史衍丽. 短波红外探测器的发展与应用（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210897-1-20210897-12. doi: 10.3788/IRLA20210897
[3]	雷萍, 邢晖, 王娟锋, 王冰, 黄丽刚, 王金锁. 天基红外预警系统扫描相机预警探测能力研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210977-1-20210977-6. doi: 10.3788/IRLA20210977
[4]	许航瑀, 王鹏, 陈效双, 胡伟达. 二维半导体红外光电探测器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211017-1-20211017-14. doi: 10.3788/IRLA20211017
[5]	吴峰, 戴江南, 陈长清, 许金通, 胡伟达. GaN基多量子阱红外探测器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211020-1-20211020-15. doi: 10.3788/IRLA20211020
[6]	黄一彬, 王英, 朱颖峰, 魏超群, 孙鸿生, 董黎. 红外探测器杜瓦封装多余物的衍射分析及控制 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200177-1-20200177-6. doi: 10.3788/IRLA20200177
[7]	余黎静, 唐利斌, 杨文运, 郝群. 非制冷红外探测器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211013-1-20211013-15. doi: 10.3788/IRLA20211013
[8]	李国元, 唐新明, 樊文锋, 窦显辉, 马跃. 基于地面红外探测器的星载激光测高仪在轨几何定标 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1117004-1117004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1117004
[9]	陈刚, 李墨, 吕衍秋, 朱旭波, 曹先存. 分子束外延InAlSb红外探测器光电性能的温度效应 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204003-1204003(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1204003
[10]	李强, 陈立恒. 复杂外热流条件下红外探测器组件热设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 904002-0904002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0904002
[11]	张海燕, 管建安, 庄馥隆, 汪洋, 陈安森, 龚海梅. 红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001
[12]	汪洋, 刘大福, 徐勤飞, 王妮丽, 李雪, 龚海梅. 不同结构红外光导探测器组件光串分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 404001-0404001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0404001
[13]	刘家琛, 唐鑫, 巨永林. 微型红外探测器组件快速冷却过程数值模拟分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 816-820.
[14]	曹岚, 邓若汉, 龚海梅. 红外探测器寿命试验自动化真空系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1712-1715.
[15]	孙志远, 常松涛, 朱玮. 中波红外探测器辐射定标的简化方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2132-2137.
[16]	骆守俊, 彭晴晴, 郭亮. 红外探测器内部颗粒物对图像的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 590-594.
[17]	吴思捷, 赵晓蓓, 杨东升, 闫杰. 激光辐照对红外探测器的损伤 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1184-1188.
[18]	范贤光, 王昕, 许英杰, 李帆, 王海涛, 左勇. 壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1798-1803.
[19]	徐庆庆, 陈建新, 周易, 李天兴, 金巨鹏, 林春, 何力. InAs/GaSb II类超晶格中波红外探测器 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 7-9.
[20]	曹家强, 吴传贵, 彭强祥, 罗文博, 张万里, 王书安. 硅基PZT 热释电厚膜红外探测器的研制 . 红外与激光工程, 2011, 40(12): 2323-2327.

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不同偏压下红外探测器噪声测试系统的设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0304001

1. 北京控制工程研究所,北京 100094

作者简介:
田广(1986-),男,工程师,硕士,主要从事红外探测器设计及测试、光电器件电路设计方面的研究。Email:tianguangok@126.com

收稿日期: 2018-10-13
修回日期: 2018-11-22
刊出日期: 2019-03-25

基金项目:

国家自然科学基金（61076106）

中图分类号: TN216

关键词:

摘要: 热敏电阻型红外探测器是红外地球敏感器的核心元件，其质量决定整个卫星姿态测量精度。热敏电阻型红外探测器元件制造过程工艺复杂，技术难点大。由于该类器件的失效主要表现为噪声失效，因此，需要研究新的噪声测试方法来剔除失效器件。针对以锰钴镍氧化物作为灵敏元的红外探测器的特点，在分析其噪声模型的基础上，研究了不同偏压下噪声测试方法，并提出了相应测试系统的设计方案。通过测试验证，该系统本底噪声小于100 nV/Hz1/2，测试精度也满足要求，可以利用该测试方法进一步剔除存在疑点的探测器，提高红外探测器筛选有效性。该系统将为热敏电阻型红外探测器不同偏压下噪声筛选提供实验平台，并为进一步分析和研究不同偏压下噪声变化机理的研究奠定了基础。