[發(fā)明專(zhuān)利]紅外熱釋電探測(cè)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710040266.9
• 申請(qǐng)日: 2007-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101050980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杭寅;張連翰;何曉明;楊培志;陳光珠;何明珠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01J5/02
• 分類(lèi)號(hào): G01J5/02;H01G9/20
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外探測(cè)，特別是一種紅外熱釋電探測(cè)器。

背景技術(shù)

鉭酸鋰晶體在室溫下，屬三方晶系，3m點(diǎn)群，具有優(yōu)良的壓電、熱電和電光性能，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，鉭酸鋰晶體已經(jīng)在電光調(diào)制器、二次諧波發(fā)生器、Q開(kāi)關(guān)、聲表面濾波器及集成光學(xué)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。鉭酸鋰晶體的諸多性能與鈮酸鋰晶體類(lèi)似，且鉭酸鋰晶體的抗光折變能力比鈮酸鋰晶體抗光折變能力的高3倍以上。作為壓電材料，鉭酸鋰晶體的突出優(yōu)點(diǎn)是延遲時(shí)間溫度系數(shù)低，器件的熱穩(wěn)定性好，是制作聲表面波彩色電視機(jī)中頻濾波器的優(yōu)良材料。

與鈮酸鋰晶體類(lèi)似，鉭酸鋰晶體也是一種非化學(xué)計(jì)量比氧化物，其固液同成分配比為48.75mol％，由于缺鋰，晶體中存在大量本征缺陷，對(duì)晶體的性能產(chǎn)生了許多不利的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨晶體中[Li]/[Ta]比值的提高，晶體的性能有很大的改進(jìn)。化學(xué)計(jì)量比的鉭酸鋰(StoichiometricLiTaO₃，簡(jiǎn)稱(chēng)SLT)晶體具有高的抗光損傷閾值，寬的透過(guò)波段范圍(270～5500nm)，更適合于制作短波長(zhǎng)、高的抗光損傷閾值和低的矯頑電場(chǎng)的準(zhǔn)相位匹配器件。20世紀(jì)90年代，隨著紅外探測(cè)材料的迅速發(fā)展，對(duì)紅外探測(cè)材料的研究又一次提到相當(dāng)?shù)母叨取Ｌ貏e是美國(guó)使用的紅外焦平面陣列器件的夜視功能，引起各國(guó)的關(guān)注，紅外探測(cè)器件的研究在全球迅速發(fā)展，其中紅外探測(cè)材料部分是紅外探測(cè)器件的技術(shù)關(guān)鍵。但目前還未見(jiàn)到有關(guān)化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體在紅外探測(cè)領(lǐng)域方面的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紅外熱釋電探測(cè)器，以獲得高的紅外光電轉(zhuǎn)換效率和好的熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種紅外熱釋電探測(cè)器，包括一紅外光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于該紅外光電轉(zhuǎn)換元件是由化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體制成的。

所述的化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體的化學(xué)組成為：Li_xTa_(1-x)O₃，其中x的取值范圍為：0.49≤x＜0.5。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們測(cè)得，化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體，在Li含量為49.7mol％，其熱釋電系數(shù)p＝1.23×10^-3Cm^-2k^-1，它是普通的非化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體熱釋電系數(shù)(p＝2.3×10^-4Cm^-2k^-1)十倍左右；該化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體的居里溫度為658℃，比普通鉭酸鋰晶體的居里溫度要高很多，更適合于在高溫等環(huán)境下使用，其熱穩(wěn)定性好。更適合于在紅外探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明紅外熱釋電探測(cè)器外觀示意圖

圖2是圖1的剖視圖。

具體實(shí)施方式

將生長(zhǎng)好的化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體，經(jīng)過(guò)極化、定向、切割、拋光，加工成5×5×0.1mm的晶片，在上表面鍍鋁透明電極，對(duì)紅外光透明，在下表明鍍反射紅外光的電極，制作成如圖1所示的器件，圖2是它的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明紅外熱釋電探測(cè)器，包括一紅外光電轉(zhuǎn)換元件5，其特征在于該紅外光電轉(zhuǎn)換元件5是由化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體制成的。

所述的化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體的化學(xué)組成為：Li_xTa_(1-x)O₃，其中x的取值范圍為：0.49≤x＜0.5。

圖中：5為化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體制成的紅外光電轉(zhuǎn)換元件，1為黑色吸收層，一般用黑色金屬制成，圖中2為底部對(duì)紅外光具有反射作用的信號(hào)電極，3也是底部對(duì)紅外光具有反射作用的參考電極，4為上部透明電極，一般用鋁制作而成，6為石英玻璃支架。其工作原理是，當(dāng)紅外光照射到黑色吸收層1時(shí)，通過(guò)它對(duì)光能的吸收，然后傳遞給化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體5，因?yàn)樗臒後岆娮饔茫诨瘜W(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體表面產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)電極2輸出信號(hào)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明紅外熱釋電探測(cè)器，采用化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體制成紅外光電轉(zhuǎn)換元件5，與采用非化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰晶體制成的紅外光電轉(zhuǎn)換元件相比，具有紅外光熱釋電轉(zhuǎn)換效率高和熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。