四、各类热电探测器 热电检测器件是利用热效应的检测器件 从光谱响应角度说,称为无选择性探测器 主要分成热电偶及热电堆、热敏电阻、热 释电探测器、气动探测器等。 热电检测器件工作分二步:将辐射能转换 成热能;再将热能转换成电能。 特点:不需制冷、波长响应平坦;响应较 低、响应时间长
热电检测器件是利用热效应的检测器件。 从光谱响应角度说,称为无选择性探测器。 主要分成热电偶及热电堆、热敏电阻、热 释电探测器、气动探测器等。 热电检测器件工作分二步:将辐射能转换 成热能;再将热能转换成电能。 特点:不需制冷、波长响应平坦;响应较 低、响应时间长。 四、各类热电探测器
1、热释电探测器 一种利用某些晶体材料具有自极化强度随温度变 化所产生的热释电效应制成的新型热探测器
1、热释电探测器 一种利用某些晶体材料具有自极化强度随温度变 化所产生的热释电效应制成的新型热探测器
热释电效应 自发极化强度:对于大多数电介质来说,在电压除去 后极化状态随即消失,带电粒子又回复到原来状态 但在某些电解质晶体中,不加外电场就存在了这种极 化现象。且具有一定的极化强度 热释电晶体:这种晶体的自发极化强度与温度有关, 温度升高极化强度降低,并且升高到一定温度时自发 极化就突然消失。我们把这个温度称为“居里温度” 或“居里点”。这种晶体就称为热释电晶体。 热释电效应:就是某些晶体吸收光辐射后转变成热能, 温度升高引起晶格间距变化,从而导致电极化强度随 温度变化,引起表面电荷的变化
热释电效应 ➢ 自发极化强度:对于大多数电介质来说,在电压除去 后极化状态随即消失,带电粒子又回复到原来状态。 但在某些电解质晶体中,不加外电场就存在了这种极 化现象。且具有一定的极化强度。 ➢ 热释电晶体:这种晶体的自发极化强度与温度有关, 温度升高极化强度降低,并且升高到一定温度时自发 极化就突然消失。我们把这个温度称为“居里温度” 或“居里点”。这种晶体就称为热释电晶体。 ➢ 热释电效应:就是某些晶体吸收光辐射后转变成热能, 温度升高引起晶格间距变化,从而导致电极化强度随 温度变化,引起表面电荷的变化
热释电探测器的工作过程 当红外辐射照射到已有自发极化强度的热释电晶体上 时,引起晶体的温度升高,而导致表面电荷减少,这 相当于“释放”了一部分电荷,释放的电荷可以用放 大器转变成输出电压 如果红外辐射继续照射使晶体的温度升高到新的平衡 值,那么这时候表面电荷也就达到新的平衡浓度,不 再释放电荷,也就不再有输岀信号。这说明:热释电 探测器不适合探测稳态光辐射
热释电探测器的工作过程 ➢ 当红外辐射照射到已有自发极化强度的热释电晶体上 时,引起晶体的温度升高,而导致表面电荷减少,这 相当于“释放”了一部分电荷,释放的电荷可以用放 大器转变成输出电压。 ➢ 如果红外辐射继续照射使晶体的温度升高到新的平衡 值,那么这时候表面电荷也就达到新的平衡浓度,不 再释放电荷,也就不再有输出信号。这说明:热释电 探测器不适合探测稳态光辐射
热释电探测器信号 当沿着垂直于自发极化强度P的方向将晶体切成薄片,并在 表面淀积金属电极时,随着温度的变化,两电极间就会出现 个与温度变化速率成正比的电压。A为电极面积,p是晶体材 料的热释电系数。若在两电极间接上负载R,则负载中就有 热释电电流 dT Ap.R dt dT Aep dt dp dT
热释电探测器信号 e d e d d d d d d L s T U A R t T i A t P T = = = 当沿着垂直于自发极化强度Ps的方向将晶体切成薄片,并在 表面淀积金属电极时,随着温度的变化,两电极间就会出现一 个与温度变化速率成正比的电压。Ae为电极面积,ρ是晶体材 料的热释电系数。若在两电极间接上负载RL,则负载中就有 热释电电流