[实用新型]热释电红外敏感元及热释电红外探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外探测器，具体的说，涉及了一种热释电红外敏感元及热释电红外探测器。

背景技术

早期的光子型红外探测器为了提高灵敏度和降低噪声，必须将其制冷到70K—90K这样非常低的温度才能实现，因此，光子型的红外探测器必须附加制冷装置等相关设备，这不仅使探测器的结构变得复杂，也会大大增加制造的成本。

非制冷热释电红外探测器可以在室温条件下工作，克服了光子型红外探测器必须在低温条件下才能工作的致命缺点，大大降低了仪器组件的复杂性，同时也提高了探测器的可靠性和性价比。对热释电红外探测器来说，其的电流响应率、电压响应率和探测率均与热释电敏感元的厚度成反比，敏感元越薄，器件的性能就越好。然而，现有的热释电红外敏感元主要由前吸收层、上电极、热释电薄膜以及下电极四层构成，前吸收层加上电极的双层结构会使敏感元的厚度增加，造成热容增大，从而导致了响应时间的延长和灵敏度的降低，特别是当用于要求均匀程度高和探测率高的NDIR探测器时，厚膜结构的探测器将进一步受到限制。目前的红外探测器存在的问题还有：不能有效地吸收微弱的红外辐射能量，免受不了背景光、环境温度波动对其的影响。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种结构简单、响应时间短、灵敏度高和抗干扰能力强的热释电红外敏感元，还提供了一种热释电红外探测器。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种热释电红外敏感元，它包括：上电极，采用真空蒸镀工艺蒸发沉积在钽酸锂薄膜层上表面，用于吸收红外辐射热能，并用于引出热释电响应信号；所述上电极采用金或铂或铬或镍铬合金为电极材料；

钽酸锂薄膜层，设置在所述上电极和下电极之间，将所述上电极吸收的红外辐射热能以及将环境振动和环境温度波动通过所述钽酸锂薄膜的热释电效应转换为热释电响应信号；

下电极，采用真空蒸镀工艺蒸发沉积在所述钽酸锂薄膜层下表面，用于引出热释电响应信号。

基于上述，所述上电极采用铬或镍铬合金为电极材料，所述上电极的厚度为100～500埃；所述下电极采用银为电极材料，所述下电极的厚度为1500～3000埃；所述钽酸锂薄膜层的厚度是5～15微米。

一种热释电红外探测器，所述的热释电红外敏感元、热释电补偿敏感元、前置放大器场效应管、阻抗匹配电阻、管帽、设置在所述管帽顶部的红外滤光窗、设置在所述管帽底部的管座、三个设置在所述管座上的管脚、封装在所述管帽内的电路板、两个安装在所述电路板上的支撑体，其中，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的上电极分别连接所述前置放大器场效应管的栅极，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元的下电极接地，所述阻抗匹配电阻的两端并联在所述热释电红外敏感元的上电极和下电极之间；所述前置放大器场效应管和所述阻抗匹配电阻设置在所述电路板上，三个所述管脚分别连接所述热释电红外敏感元的下电极、所述前置放大器场效应管的漏极和源极，所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元采用SMT自动贴片工艺分别设置在两个所述支撑体上。

基于上述，所述支撑体是铁氧体。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，所述热释红外电敏感元采用三层结构，它的上电极同时也作为吸收层，解决了原有技术中因为敏感元厚度增加而产生的响应时间延长和灵敏度降低的问题；所述热释电红外敏感元和所述热释电补偿敏感元设置为双元反向并联结构，能够从结构上减弱和消除环境振动和温度波动等环境干扰对所述热释电红外探测器的影响；滤光窗能够滤除背景可见光和其他非探测波段光对所述热释电红外探测器的干扰，更进一步加强了热释电红外探测器的抗干扰能力；由于钽酸锂薄膜很薄，采用SMT自动贴片工艺，能使生产更方便、效率更高、产品的一致性更好。

附图说明

图1是所述热释电红外敏感元的结构示意图。

图2是所述热释电红外敏感元的俯视结构示意图。

图3是所述热释电红外探测器的剖视结构示意图。

图4是所述热释电红外探测器的端部结构示意图。

图5是所述热释电红外探测器的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。