[其他]復合熱釋電紅外探測器

無效

• 申請號: 85100519
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100519A
• 公開（公告）日: 1986-08-13
• 發明（設計）人: 陳祖培
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H01L37/02
• 分類號: H01L37/02;H01L31/00;G01J1/42
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 衷誠宣

發明屬于光輻射探測技術，更確切地說屬于使用熱釋電響應元的紅外探測器，可供紅外光譜儀，紅外氣體分析儀，紅外輻射計，高靈敏度的紅外儀器使用。

已有熱釋電紅外探測器由熱釋電響應元、高阻抗前置放大器和帶有紅外窗口的保護外殼構成。響應元由垂直于自發極化方向切割加工，并在二表面涂有金屬電極的熱釋電材料薄片和吸收涂層構成，響應元密封在保護外殼內（參見USP4216574）。

由于普通熱釋電紅外探測器響應元厚度一般大于10微米，靈敏元通過熱釋電薄片自身固定在支座上，探測率一般并不高，特別是對于窄的矩形光敏面，由于熱釋電薄片自身的橫向（即薄片平面內）熱流漲落使探測率D^＊大大下降，因而在某些應用中靈敏度不夠高，甚至比不上熱電偶紅外探測器。

本發明的目的在于克服上述缺點，提高熱釋電紅外探測器的探測率。

本發明的主要特征在于一個復合結構的熱釋電響應元，該響應元由一個導熱吸收層和一塊上、下表面涂有金屬電極的熱釋電薄片，該響應元固定在陶瓷支座上和高阻抗低噪聲前置放大器一起封裝在帶紅外窗口的管殼內。

導熱吸收層是一個金屬-電介質-金屬-電介質-金屬的多層復合薄膜，其中金屬層用高阻金屬材料（如鉍）制成，電介質選用紅外透光材料（如硒化鋅），熱釋電薄片選用具有高熱釋電系數的材料，（如摻丙氨酸的三甘氨酸硫酸鹽）熱釋電系數一般大于2×10³庫侖/厘米³·度，薄片厚度在0.5～50微米范圍內，視不同光敏面尺寸選用不同的厚度值。薄片二表面垂直于自發極化，并刻蝕成柵狀結構。

熱釋電薄片正對入射輻射一邊的電極（稱正面電極）就是導熱吸收層的底層金屬層。另一面上的電極（稱背面電極）通過在光敏元旁邊的補償元電容耦合亦在正面引出。

附圖系所建議的復合熱釋電探測器剖面圖1。為了更好地表明具體結構，還附有熱釋電薄片電極及剖面圖2。1.外殼;2.紅外窗口;3.響應元熱釋電材料薄片;4.導熱吸收層;5.補償元正面電極;6.靈敏元正面電極;7.陶瓷支座;8.高阻抗前置放大器。

本發明導熱吸收層吸收率與電介質層厚度無關，即使吸收層很薄仍能保持較高的吸收率（0.5），因而熱釋電薄片可以很薄，大大減小了響應元熱容量，同時，由于熱釋電材料薄片刻成柵狀結構，靈敏元的熱容量進一步減小，因而響應率大大提高，從而使本發明的探測率大于已有的熱釋電紅外探測器（二倍以上），特別是對于窄的矩形光敏面，由于橫向熱導大大減小，減小的倍數等于柵狀薄片刻去的部分與留下的部分之比（大于16）探測率比已有的熱釋電探測器產品高得多（四倍以上），因而可以取代熱電偶紅外探測器在各類分光光度計中應用。此外，還可廣泛應用于紅外氣體分析儀，輻射功率計、付里葉光譜儀和紅外遙控開關。