Höchstdetektive pyroelektrische Infrarotsensoren mit interner thermischer Verstärkung

具有内部热放大功能的高度探测热释电红外传感器

• 批准号: 101803911
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Gerald Gerlach
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Festkörperelektronik (IFE)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/101803911?language=en
• 关键词: chstdetektive; pyroelektrische; Infrarotsensoren; mit; interner

Infrarotstrahlungsdetektoren finden in der berührungslosen Temperaturmessung, der Wärmebildtechnik, bei Bewegungsmeldern und in der Gasanalyse breite Anwendung. Thermische Infrarotsensoren weisen gegenüber Quantendetektoren zwar eine geringere Detektivität (entspricht dem Signal-Rausch-Abstand) auf, zeigen aber eine nur geringe Wellenlängenabhängigkeit der Sensitivität und können ungekühlt betrieben werden. Dies ermöglicht gegenüber Quantendetektoren ein hohes Miniaturisierungspotenzial. Pyroelektrische Infrarotsensoren sind gegenwärtig die thermischen Sensoren, für die mit speziellen konstruktiven Maßnahmen hinsichtlich einer minimierten Elementdicke und für eine optimierte thermische Isolation im Pyrochip die bisher höchsten Detektivitätswerte von 2*109 cm√ Hz /W erreicht werden konnten. Neue Ansätze hinsichtlich des Einsatzes von Aktiv-Passiv-Strukturen und durch Überlagerungseffekte von thermischen Wellen in abmessungsangepassten Strukturen lassen eine weitere signifikante Verbesserung der Detektivität solcher pyroelektrischer Infrarotdetektoren erwarten, so dass Detektivitätswerte erreichbar waren.Diese völlig neuartigen Ansätze beinhalten:• Mikrotechnische Strukturierung der Sensorelemente in dünne passive und dickere aktive Sensorbereiche, bei denen der bei IR-Einstrahlung induzierte Wärmestrom aus den dünnen passiven Bereichen in die dickeren aktiven Bereiche erheblich vergrößerte Temperaturänderungen hervorruft und sich so eine deutlich verbesserte Sensitivität und damit Detektivität einstellt.• Befüllen der abgedünnten passiven Bereiche mit hocheffektiv strahlungsabsorbierenden Materialien zur Erhöhung der thermischen Verstärkung.• Konstruktive Gestaltung der strahlungsabsorbierenden Detektorbereiche mit den hochabsorbierenden abgedünnten Bereichen so, dass sich zwei lateral ausbreitende Wärmewellen im aktiven Sensorvolumen konstruktiv überlagern und erheblich vergrößerte Temperaturdifferenzen auftreten.Innerhalb des hier beantragten Projekts sollen die Modellierungs- und Simulationsgrundlagen für solche pyroelektrischen IR-Detektoren erarbeitet, der Einfluss der Entwurfsparameter bestimmt, damit entsprechende Detektoren dimensioniert und gefertigt und diese dann messtechnisch untersucht und charakterisiert werden.

Infrarotstrahlungsdetektoren 在 der berührungslosen Temperaturmessung、der Wärmebildtechnik、bei Bewegungsmeldern 和 der Gas analysis breite Anwendung 中找到。 dem Signal-Rausch-Abstand) auf, zeigen aber eine nur geringe Wellenlängenabhängigkeit der Sensitivität and können ungekühlt betrieben werden. 2*109厘米√赫兹/瓦联邦法院Pyroelektrischer Infrarotdetektoren erwarten，so dass Detektivitätswerte erreichbar waren.Diese völlig neuartigen Ansätze beinhalten：• IR-Einstrahlung induzierte Wärmestrom aus den dünnen Passiven Bereichen in die dickeren aktiven Bereiche erheblich vergrößerte Temperaturänderungen hervorruft und sich so eine deutlich verbesserte Sensitivität und damit Detektivität einstellt.• Befüllen der abgedünnten Passiven Bereiche mit hochabsorbierendenmaterialien zur Erhöhung der thethermischen Verstärkung.• Konstruktive Gestaltung der strahlungsabsorbierenden红外探测器的模型和模拟基础的内部项目最佳的Entwurfs参数，包括尺寸和参数以及机械技术和特性。