Détecteur infrarouge non refroidi

 

 

 

 

Principe de fonctionnement

 

Le détecteur de plan focal infrarouge non refroidi est composé de nombreux MEMS (systèmes micro-électromécaniques) pixels à structure micro-pont disposés de manière bidimensionnelle de manière répétée sur le plan focal, et chaque pixel mesure le rayonnement thermique à un angle d'incidence spécifique. Principe de base:

un): Le rayonnement infrarouge est absorbé par la couche absorbant les infrarouges du pixel pour provoquer un changement de température., changeant ainsi la valeur de résistance de la thermistance en silicium amorphe;

b): La thermistance en silicium amorphe est supportée au-dessus du substrat en silicium via un micro-pont d'isolation thermique MEMS., et est connecté au circuit de lecture COMS fabriqué sur le substrat de silicium par l'intermédiaire d'une structure de support;

c): Le circuit CMOS convertit le changement de valeur de résistance de la thermistance en un courant différentiel et effectue une amplification intégrale. Après prélèvement, la valeur de gris d'un seul pixel dans l'image thermique infrarouge est obtenue.

 

 

 

 

Paramètres clés affectant les performances

1. Taux de réponse:

Il fait référence au rapport entre le signal de sortie et la puissance du rayonnement infrarouge d'entrée.. Plus le taux de réponse est élevé, meilleures sont les performances du détecteur.

2. Plage de longueurs d'onde de réponse:

Non refroidi (sensible à la chaleur) les détecteurs infrarouges n'ont aucune sélectivité quant à la longueur d'onde de réponse, et montrent la même sensibilité à la lumière incidente de différentes longueurs d'onde. Travaillant généralement à température ambiante, la sensibilité est faible, et le temps de réponse est également long.

3. Bruit:

Le bruit provient de certains processus physiques de base dans le détecteur infrarouge, même en l'absence de rayonnement incident, il y aura du bruit. Le bruit affectera la précision de détection du détecteur infrarouge, plus le bruit est petit, meilleures sont les performances du détecteur.
Le bruit du détecteur comprend principalement le bruit des courants d'obscurité et le bruit des photoélectrons. La principale méthode pour réduire le bruit du courant d'obscurité consiste à abaisser la température de la température ambiante à la température de l'azote liquide., et le bruit du courant d'obscurité peut être réduit de 50%.

4. Rapport signal sur bruit(RSB):

Il fait référence au rapport entre la tension de sortie du signal générée par le rayonnement incident et la tension de bruit de sortie en même temps.. Plus le rapport signal/bruit de l'appareil est élevé, plus le bruit est faible, et vice versa. Donc, plus le rapport signal sur bruit est élevé, le meilleur.

5. Puissance équivalente au bruit:

Lorsque la tension de sortie générée par le rayonnement incident est exactement égale à la tension de bruit du détecteur lui-même, la puissance de rayonnement incident à ce moment est appelée puissance équivalente au bruit. Plus la puissance équivalente en bruit du détecteur est faible, le meilleur.

6. Différence de température équivalente au bruit:

Il s'agit de la différence de température minimale que le détecteur infrarouge peut détecter., plus la valeur est petite, le meilleur.

7. Le taux de détection:

C'est l'inverse de la différence de température équivalente au bruit. Plus le taux de détection est élevé, le meilleur.

 

 

 

Application

Les détecteurs infrarouges non refroidis ont une très large gamme d'applications dans les domaines militaires et commerciaux:

1. Domaine militaire

Les applications dans le domaine militaire incluent le viseur d'arme thermique (TWS), Amélioration de la vision portable, Améliorateur de vision du conducteur (DEUX), Station d'armes à distance (RWS), Véhicule aérien sans pilote (drone), Capteur au sol sans pilote(UGS), Véhicule de commandement d'observation, Guidage et contrôle des fusées, etc..

2. Champ de mesure de la température par imagerie thermique

La mesure de la température par imagerie thermique est utilisée pour la maintenance prédictive, comme la détection de zones de chauffage anormales grâce à des caméras thermiques infrarouges sur les lignes de transport d'électricité, équipement de production d'énergie, et équipements mécaniques, ce qui peut éviter des arrêts et des accidents majeurs. En matière d'inspection des bâtiments, il est utilisé pour détecter l'effet isolant des maisons, façades murales, creuser, infiltration d'eau et moisissure, etc.. D'autres applications de thermographie incluent le développement de produits, fabrication de produits électroniques, mesure de la température médicale et contrôle des processus, etc., comme le montre la figure de droite.

3. Domaine d'amélioration de la vision commerciale

Les principales applications de l'amélioration de la vision commerciale incluent la lutte contre les incendies., surveillance, amélioration de la vision infrarouge automobile et maritime, etc., comme le montre la figure de gauche. Il utilise principalement les avantages de l'imagerie infrarouge sans source de lumière externe, forte capacité à pénétrer la fumée, longue portée, fort contraste d'imagerie, etc., pour compléter efficacement la vision humaine.

4. Electronique grand public

En raison de la large application et du taux de pénétration extrêmement élevé des capteurs d’images à lumière visible dans les produits électroniques grand public tels que les téléphones mobiles, les gens attendent beaucoup de l’application de l’imagerie infrarouge dans l’électronique grand public. L'application à grande échelle de la technologie d'imagerie thermique infrarouge dans l'électronique grand public est actuellement limitée principalement par le coût et le volume.. Maintenant, FLIR et Seek Thermal ont lancé un équipement d'imagerie thermique grand public, ce qui incite également les gens à espérer davantage d'applications de capteurs d'imagerie thermique infrarouge dans le domaine de l'électronique grand public.