摘要:本研究提出了辐射热熟人(RTM)的理论框架,利用繁殖的二氧化钒(WVO)作为相位变化材料(PCM)和远场状态中的硅胶(PCM)和硅碳化物(SIC)。通过Lissajous曲线描绘了RTM的行为,说明了净通量(Q)与定期调制温度差∆ T(t)之间的关系。可以确定,RTM的磁场(M)的温度变化形成一个由PCM滞后作用的封闭环。分析探讨了导热率对比度(R)和周期热输入振幅(θ)对Q – ∆ T曲线的影响(θ)以及M – ∆ T曲线和负差分热电阻(NDTR)的影响,从而揭示了对曲线形状和NDTR的出现的显着影响。增加的R会导致Lissajous曲线的形状变化并增强NDTR的影响,而R和(θ)的变化显着影响Q值和Lissajous曲线振幅。在M – ∆ T曲线中,高度与热导率对比度(R)有关,R的增加导致曲线高度较高。
可见光摄像机能够使用波长范围从 0.4 到 0.7 µm 的电磁波记录适当照明的物体的图像。在波长超过 0.7 µm 的物体上成像非常有用,因为它可以揭示有关物体的更多信息并实现新的应用。然而,在更长的波长上成像需要配备特殊红外图像传感器和不同光学器件的摄像机 [1, 2, 3]。在众多类型的红外图像传感器和探测器技术中,有微测辐射热计,它实现了非制冷且价格实惠的热红外摄像机。这种热红外摄像机允许人们通过物体的辐射热(即通过普朗克辐射定律描述的红外辐射发射)获取物体的图像。微测辐射热计主要对长波红外 (LWIR) (8-14) µm 敏感,这与地球大气中的透明波段相吻合。与可见光摄像机一样,热红外摄像机在国防、交通、监控、消防、热成像和户外休闲方面具有许多应用和巨大的市场。许多新的应用领域都得益于微测辐射热计
标题:迈向多光谱红外成像 演讲者姓名:Elahe Zakizade 博士 公司名称/研究所:弗劳恩霍夫微电子电路与系统研究所 项目名称:Eurostars SPEKTIR 资助小组:Eurostars 摘要是否可以在网站上发表: ☒ 是 ☐ 否 提供最多 500 字的摘要。使用 ARIAL 字体,11 号。如果使用图表,文本和图表必须保持在这一页内。 近年来,热成像相机市场不断增长。主要驱动因素是基于微测辐射热计技术的非制冷红外焦平面阵列 (IRFPA),因为它们是低成本成像仪,不需要额外的复杂和昂贵的冷却系统。大多数当前的热成像应用都基于长波红外 (LWIR) 辐射的检测,波长覆盖从 8 μm 到 14 μm,对人体温度敏感,不仅可用于军事应用,而且在智能手机、监控摄像头或自动驾驶汽车等大众市场应用中也越来越受欢迎。此外,非制冷热像仪在波长范围为 3 μm 至 5 μm 的中波红外 (MWIR) 中也能敏感。MWIR 传感器可用于监测温度高达几百摄氏度的“热源”、检测危险或易燃气体或环境监测等应用。红外区域多光谱成像的实现引起了广泛关注,因为它能够可视化和组合来自 MWIR 和 LWIR 区域的信息。微测辐射热计作为非制冷 IRFPA 的传感元件,采用热原理运行。它们是独立的隔热传感器膜。它们吸收红外辐射并将其转化为温度上升。微测辐射热计膜的温度变化会导致电阻随入射功率的变化而变化。CMOS 读出电路将微测辐射热计随温度变化的电阻变化转换为数字值并生成图像。实现多光谱吸收的一种有前途的方法是使用等离子体超材料吸收器 (PMA)。在过去的几十年中,等离子体领域因其各种潜在应用而备受关注,尤其是在可见光谱范围内。等离子体结构的研究也已扩展到红外区域,以实现高吸收率并调整中波红外和长波红外光谱区域的吸收波长。实现适用于弗劳恩霍夫 IMS 微测辐射热计技术的合适吸收器的有希望的候选材料是金属-绝缘体-金属 (MIM) 结构,该结构由上部周期性金属结构、中间介电层和下部金属反射层组成,以在所需的吸收波长下产生强局部表面等离子体共振。材料选择,弗劳恩霍夫 IMS 研究了沉积技术和图案化工艺,以实现高灵敏度的多光谱热成像。弗劳恩霍夫 IMS 将报告其在实现多光谱红外成像方面取得的进展。它将展示用于多光谱红外成像的带有等离子体超材料吸收器的微测辐射热计的最新模拟结果和实验表征。
超导过渡边缘传感器 (TES) 探测器被广泛用作采用超导薄膜作为温度计的辐射热计或微量热计。[1 ] 由于出色的灵敏度、良好的噪声性能、快速的响应和良好的响应线性度,TES 已经成为检测亚毫米微波、光学和 X 射线信号的流行技术。[2,3] TES 辐射热计的一个主要应用是探测由于引力透镜引起的宇宙微波背景 (CMB) 的 B 模偏振特征。在实际天文探测中,部署 TES 辐射热计的观测地点需要位于高海拔地区,以确保至关重要的干燥环境条件。地球上只有四个地方适合 CMB 观测,它们是南极、智利北部的阿塔卡马沙漠、格陵兰岛和中国西藏的阿里。一些团体已经部署了 CMB 探测望远镜系统,如位于南极的宇宙河外极化背景成像望远镜 (BICEP) [ 4 , 5 ] 和南极望远镜 (SPT) [ 6 , 7 ]、位于智利的阿塔卡马宇宙学望远镜 (ACT) [ 8 , 9 ] 和 POLARBEAR [ 10 ],以及位于南极的 AliCPT [ 11 ]
辐射热计通过吸收介质的热升高来测量光功率。第一台辐射热计由兰利 [ 1 ] 于 1881 年为恒星辐射测量而发明,此后技术不断发展。20 世纪 60 年代,第一批激光器 [ 2 ] 开始商用,美国国家标准与技术研究所 (NIST,West 等 [ 3 , 4 ]) 引入了激光量热法来满足激光功率计校准的需要。辐射测量领域的一个重要里程碑是 1985 年发明的低温辐射计 [ 5 ],它至今仍是该领域最精确的主要标准 [ 6 – 10 ],其 (k = 2) 不确定度低于 0.05%。虽然低温辐射计的不确定度低于室温辐射计,但它们价格昂贵、体积庞大且不方便用户使用。为了实现高精度,低温恒温器中的辐射热计不能加热到超出其线性工作范围,这为可测量的激光功率设定了上限。 这意味着这些仪器的动态范围是有限的,如果测量更高的激光功率,必须使用可追溯到低温辐射计或其他绝对探测器的传递标准探测器。 维持较长的校准链需要时间和人力,并且测量不确定性会在这些链中累积。 为了缩短校准链并使绝对辐射计价格合理且更易于使用,可预测量子效率探测器 (PQED) 于 2013 年开发,它可以在低温 [ 11,12 ] 或室温 [ 13 ] 下工作。 然而,量子探测器在 1 mW 时饱和,因此其测量范围与大多数低温辐射计的测量范围相似。 2010 年进行的 EUROMET 高功率激光器辐射功率国际比对 [ 14 ] 表明,各国计量机构之间 1 W – 10 W 激光功率测量结果的一致性仅为 ∼ 1% 水平。因此,仍然需要
背景:红外 (IR) 成像仪在中波红外 (MWIR) (3-5 um) 和长波红外 (LWIR) (8 – 12 um) 中工作,使海军和海军陆战队能够在所有照明条件(白天和夜晚)以及具有挑战性的大气条件下看到远距离物体。通常,这些高性能成像仪的探测器必须冷却到 45 K 到 120 K 之间,具体取决于波段。这是为了使它们能够在背景受限红外光子 (BLIP) 条件下工作。近年来,半导体材料和设计方面取得了进展,以提高该工作温度。在 LWIR 波段中用于非制冷红外成像的第二类探测器是微测辐射热计。虽然这种设计确实可以在室温下运行,但它从根本上受到材料电导率和热导率特性的限制。对于非制冷微测辐射热计,它们的响应时间受到进一步限制,并且通常必须在每个成像帧上停留更长时间
玻璃的热导率测量结果取决于所用样品的厚度(图 1)。这种行为归因于辐射传导率 kR' 的贡献,这种现象可能发生在半透明介质(如炉渣)中。辐射传导率通过介质中各个部分对辐射能的吸收和发射机制发生(1,2)。考虑炉渣中的薄部分,该部分吸收的辐射能将导致其温度升高,从而将辐射热发射到较冷的部分。该过程可以通过介质连续发生,很明显,以这种方式传输的能量将随着部分数量的增加(即厚度增加)而增加,直到达到 kR 达到恒定值的点。此时炉渣被称为“oEticall~
玻璃的热导率测量结果取决于所用样品的厚度(图 1)。这种行为归因于辐射传导率 kR' 的贡献,这种现象可能发生在半透明介质(如炉渣)中。辐射传导率通过介质中各个部分对辐射能的吸收和发射机制发生(1,2)。考虑炉渣中的薄部分,该部分吸收的辐射能将导致其温度升高,从而将辐射热发射到较冷的部分。该过程可以通过介质连续发生,很明显,以这种方式传输的能量将随着部分数量的增加(即厚度增加)而增加,直到达到 kR 达到恒定值的点。此时炉渣被称为“oEticall~