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在紅外探測器內半導體制冷器的應用分析

[2020/1/13]

   正常情況下,半導體制冷器在紅外探測器內應用主要可以分為兩種類別:第一種就是應用單級半導體制冷器,制冷器處于常溫運行,屬于非制冷型焦平面探測器;第二種就是應用多級半導體制冷器,制冷器處于非常溫狀態下運行,屬于制冷型焦平面探測器。

紅外探測器

  下面由紅外探測器廠家帶我們具體了解一下:

  一、非制冷型焦平面探測器

  在對非制冷型焦平面紅外探測器分析研究上面,美國、法國及以色列等國家一直處于國際領先地位。為了能夠有效提升平面探測器運行穩定性及精確性,大部分國家基本上采取精密度更高的半導體制冷技術構成電子系統。其中具有代表的產品為美國hon公司所生產的平面探測器,該平面探測器是以溫度敏感效應作為基礎原理,借助氧化釩,屬于微測輻射熱計焦平面探測器;以色列在對平面探測器分析研究中,最具代表性的為scd公司所研究平面探測器,具體型號為320*256微測輻射熱計焦平面探測器,同樣是以溫度敏感效應作為基礎原因。在不同類別平面探測器內,都具有相似的特征,就是全部采取單機半導體制冷器進行制冷,并且應用精密控溫系統進行控制。

  二、制冷型焦平面探測器

  制冷型焦平面探測器主要應用多級半導體制冷器,具有最具有代表性的為法國sof公司所研發的MCT紅外探測器。該型號紅外探測器在實際應用中,主要是在200k以上平面探測器組件上,并且也是紅外探測器技術在今后發展建設中主要發展趨勢。該類型紅外探測器基本上都應用四級半導體制冷器,進而可以同時在多個溫度點狀態運行,其中常見在200k及250k狀態下運行。紅外探測器要是在250k狀態下運行,所產生的最高光譜范圍大約為2μm左右,但是要是處于200k狀態下運行,所產生的最高光譜大約為2.5μm。在該型號紅外探測器上,法國sof公司采取mi4040型號半導體制冷器,在保證紅外探測器性能情況下,最大程度降低紅外探測器體積,將紅外探測器質量控制在150g范圍內。

  截止到目前為止,多級半導體制冷器已經發展到六級半導體制冷器,并且已經在紅外探測器上面應用,在紅外探測器市場內進行銷售,具有最具有代表性為法國研發公司所產生的中波多元紅外探測器組件。該紅外探測器組件工作溫度為180k,所能夠承受的負載必須小于相似探測器組件負載,所產生的最高光譜為5μm,主要針對專用溫度控制系統與六級半導體制冷器。

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