Кристалл танталата лития и его применение - 12

3 Основное применение кристалла танталата лития

3.4 Пироэлектрический детектор

Тo обнаруживать цели, пгироэлектрические детекторы обычно обмениваются теплом с внешней средой.средатремя методами: тепловой конвекцией, теплопроводностью и тепловым излучением. Принцип работы заключается в:электроны адсорбируются на поверхности пироэлектрического материала,иповерхность нейтральная;температура поверхности материала изменяется при нагревании,иэлектрический дипольный момент материала изменяется;Чтобы сохранить поверхность материала нейтральной, поверхность высвобождает заряды. Пироэлектрические датчики обычно обладают преимуществами высокой скорости обнаружения, широкой рабочей частоты, низкой стоимости, простой конструкции и быстрой скорости отклика.

Пироэлектрические детекторные блоки обнаружения включают керамику, монокристаллы и тонкие пленки. В керамике в основном используют ниобат танталата калия и титанат цирконат свинца. В монокристаллических материалах обычно используются ниобат лития и танталат лития. Обычно используемые пленки включают пленку танталата лития и пленку цирконата титаната свинца. Кристалл танталата лития широко используется в пироэлектрических детекторах из-за его хорошего пироэлектрического коэффициента, точки Кюри и диэлектрической проницаемости. Донг Хангронг и другие провели исследование пироэлектрических детекторов терагерцового диапазона и разработали пироэлектрический детектор терагерцового диапазона со светочувствительным диаметромφ10 мм. Модель терагерцового пироэлектрического детектора была разработана посредством анализа методом конечных элементов и моделирования термоэлектрической связи. За счет оптимизации процессов утончения, полировки и зачистки была завершена разработка терагерцового пироэлектрического детектора. После испытаний детектор имеет чувствительность 371,8 В/Вт, хорошее время отклика, высокую степень интеграции и низкую шумовую мощность, что эффективно решает проблему тестирования мощности терагерцового луча в большом пятне. Чжао Лин и др. подготовленный ультратонкий LiTaO₃пластины путем предварительной установки канавок глубиной 20 мкм на поверхности пластины. Слой углеродной сажи, поглощающий инфракрасное излучение, был приготовлен методом электрораспыления. Анализ слоя углеродной сажи, поглощающего инфракрасное излучение, показал, что при времени электрораспыления, составляющем 20 минут, частицы технического углерода равномерно покрыли всю поверхность подложки, а степень поглощения инфракрасного излучения абсорбционного слоя достигла 98%, скорость обнаружения черного тела детектором. достигает 1,78×10⁸см·Гц^1/2/В. Аноним и др. разработал пироэлектрический детектор из танталата лития с использованием чипа толщиной 7 мкм, который подходит для инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Детектор не требует дополнительного охлаждения элементом Пельтье при высоких температурах и обеспечивает типовую удельную скорость обнаружения 4,0×10.⁹при 10 Гц.

Чэн Цзиньбао проанализировал и оптимизировал параметры процесса утонения и полировки пластин, а также применил высоковольтное электростатическое напыление для подготовки слоя чернил и сажи, поглощающего инфракрасное излучение. Наконец, чувствительные компоненты, которые были утончены, отполированы и обработаны поглощающим слоем, были упакованы в устройства. После тестирования выяснилось, что чем тоньше пластина танталата лития, тем выше скорость отклика. Реакция устройства пропорциональна мощности падающего света. На высоких частотах отклик устройства по напряжению постепенно снижается с увеличением его частоты. Эквивалентная шумовая мощность детектора составляет 4,3×10^-10Вт/Гц^1/2, а удельная скорость обнаружения составляет 3,3×10⁸см·Гц^1/2/Вт, хорошая производительность, отвечающая требованиям пироэлектрических детекторов. Ван Цзяньфэй объединил текущий статус исследований детекторов комнатной температуры и разработал инфракрасный датчик обнаружения на основе пленки танталата лития, оптимизировав чувствительную единую структуру, поглощающий слой и процесс подготовки для достижения обнаружения комнатной температуры. В условиях комнатной температуры при частоте импульсов 3 Гц минимальная эквивалентная мощность шума устройства составляет 7,46×10.^-4Вт/Гц^1/2, а скорость обнаружения достигает 1,34×10³Гц^1/2/В. Поглощение выбранного поглощающего слоя достигает 94%, что соответствует потребностям обнаружения. Чжоу Либин и другие подготовили двухканальный инфракрасный пироэлектрический детектор на основе пластины танталата лития. В оптической газовой камере использовалась комбинация двух эллипсоидов и сферической верхней поверхности, что не только улучшило эффективность связи распространения света, но ибыть полезнымк миниатюризации сенсорных модулей. Кроме того, предложен алгоритм компенсации температуры и влажности на основе метода наименьших квадратов, обеспечивающий точность измерения ±0,9%. ЧжанКайшенг и др. разработал детектор селективного поглощения по длине волны, в котором термоэлектрические материалы объединены с идеальными поглотителями метаматериалов (MPA). ЛитаО₃В качестве подложки был выбран монокристалл с металлическими пленками с обеих сторон, поверх которого наносился металлодиэлектрический МПА типа металл. Структура МПА состоит из SiO₂диэлектрический слой и периодический элемент крестового типа, обеспечивающие высокую селективность.электронное поглощениена 3,16 мкм.Ттермоэлектрическое напряжениегенерируетсяs падающая лучистая мощность преобразуется диэлектрическим слоем в тепло и диффундирует в литий.