[发明专利]一种基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器,其特征在于：包括内部中空的封装管壳、滤光片F、灵敏元芯片U_p和线路基板(3)；

所述封装管壳包括上端封闭下端开口的管帽(1)和底座(2)，所述滤光片F镶嵌设置在所述管帽(1)上端开设的窗口内，所述管帽(1)的下端与所述底座(2)固定连接，并与所述底座(2)形成内部中空的密封结构，所述线路基板(3)设置在所述底座(2)上并位于所述密封结构内，所述线路基板(3)上设有悬空支撑架(4)，所述灵敏元芯片U_p设置在所述悬空支撑架(4)上表面，并位于所述滤光片F的正下方；

所述线路基板(3)上设有放大反馈电路，且所述灵敏元芯片U_p通过所述悬空支撑架(4)电连接在所述放大反馈电路的两个输入端之间，所述放大反馈电路的输出端对外输出探测信号。

2.根据权利要求1所述的基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器，其特征在于：所述悬空支撑架(4)包括导电柱(401)、多个固定柱(402)和隔热底板(403)，所述隔热底板(403)设置在所述线路基板(3)上，且所述隔热底板(403)底部向上内陷设置并与所述线路基板(3)之间形成第一隔热腔，所述灵敏元芯片U_p通过多个所述固定柱(402)间隔设置在所述隔热底板(403)上方，且所述灵敏元芯片U_p与所述隔热底板(403)之间形成第二隔热腔，所述导电柱(401)设置在所述第二隔热腔内，且所述导电柱(401)和固定柱(402)高度相等，以使所述线路基板(3)与灵敏元芯片U_p电连接。

3.根据权利要求1所述的基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器，其特征在于：所述放大反馈电路包括运算放大器A、反馈电阻R_f、反馈电容C_f、钳位电阻R_a和R_b，所述运算放大器A的正电源输入端与外部电源正极V+电连接，负电源输入端接地，所述热释电感应电路连接在所述运算放大器A的同相输入端和反相输入端之间，所述反馈电阻R_f和反馈电容C_f并联在所述运算放大器A的反相输入端和输出端之间，所述钳位电阻R_a和R_b串联在外部电源正极V+与地之间，且二者的公共端与所述运算放大器A的同相输入端电连接，所述运算放大器A的输出端对外输出探测信号。

4.一种如权利要求1至3任一项所述基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：

步骤1：采用弛豫铁电单晶片制备灵敏元芯片U_p；

步骤2：将悬空支撑架(4)固定在预先设置在底座(2)上表面的线路基板(3)上，再将所述灵敏元芯片U_p固定在所述悬空支撑架(4)上表面，以使所述灵敏元芯片U_p通过所述悬空支撑架(4)与所述线路基板(3)电连接；

步骤3：将放大反馈电路贴装在所述线路基板(3)表面，且所述灵敏元芯片U_p电连接在所述放大反馈电路的两个输入端之间；

步骤4：将滤光片F封装于管帽(1)上端开设的窗口内，再将封装有所述滤光片F的所述管帽(1)的下端与载有所述线路基板(3)的底座(2)进行气密性封装。

5.根据权利要求4所述的基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11：将弛豫铁电单晶片在富氧气氛下进行高温退火处理，在所述弛豫铁电单晶片两面镀电极，再进行高压极化处理；

步骤12：将所述弛豫铁电单晶片正反面进行研磨与化学机械抛光，再在研磨与化学机械抛光后的所述单晶片真反面真空蒸镀金属膜层；

步骤13：制备黑化物，将所述黑化物喷涂在镀膜后的所述单晶片反面，并在所述单晶片反面形成掩膜黑化层，形成灵敏元芯片U_p。

6.根据权利要求4所述的基于电流式弛豫铁电单晶热释电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述弛豫铁电单晶片为离子掺杂PIMNT固溶体单晶，其居里温度高于150℃，介电常数低于600。