[发明专利]一种多波段红外探测器及带通光窗的制备方法

说明书

本发明公开了一种多波段红外探测器及带通光窗的制备方法，该红外探测器包括至少可透过两个不同波段红外辐射的带通光窗、分别将带通光窗辐射的不同波段的光信号转换为电信号的光敏元、提供窗口使带通光窗的光信号辐射至光敏元上的支撑件、对光敏元信号进行处理输出的信号处理输出部件。其通过多波段带通光窗、敏感元、光串扰遮挡片的设计，在保证探测器识别率高的基础上，大大减小了系统的体积、成本、功耗和重量，实现了可用于共孔径光学系统的低成本多波段热释电红外探测器。

技术领域

本发明涉及管道监测装置领域，更具体的说是涉及一种多波段红外探测器及带通光窗的制备方法。

背景技术

红外探测器作为连接整个红外探测系统与外界的桥梁，是整个红外探测技术的核心。20世纪70年代以来，军事需求推动了红外探测器的研究与发展。当前在军事领域广泛应用于夜间情报的收集对战场进行全天候的观察和监视以及各种武器系统和火控系统的夜间观察，瞄准装甲车辆、坦克、舰船、直升飞机的夜间驾驶，导弹红外制导和空间卫星遥测等等。在民用领域也广泛用于工业、医学、农林业、消防、搜索救援以及环境保护等领域。

根据不同敏感材料的工作原理，红外探测器通常可分为光子型红外探测器和热型红外探测器。光子型红外探测器是利用光电效应制成的探测器，其原理是利用PN结的内建电场将光生载流子扫出结区而形成信号，实现探测。根据作用机理不同，光子型红外探测器又可分为光电导型、光生伏特型、光电子发射型和量子阱探测器。光子型红外探测器有许多优势，如灵敏度高、响应快、探测能力强等等，但是该探测器必须在较低温度下工作，室温下的探测率明显低于低温下的探测率，需额外使用低温容器，导致器件结构复杂、成本高昂，因此光子型探测器的应用范围有限，其主要用于军事领域，如侦查、制导和预警等，无法在民用领域进行更大规模的推广。热型红外探测器是利用探测元件吸收入射红外辐射而产生热，造成温升，并通过各种物理效应将温升转换成电量的原理制成的器件，其的响应速度慢、响应率较低、机械强度低，但它无需使用制冷设备，在室温下便可使用，且制作简单、体积小、重量轻、功耗低、价格低廉，因此热型探测器在民用领域具有更加广泛的应用。

不同目标及不同场景下目标所辐射的红外特征各有不同。例如，湿度较高环境中的温度大于350k以上的目标，中波红外辐射的大气透过率比长波的高很多，因此，应优先使用中波红外探测器；在较为干燥的环境中，温度低于350k的目标，由于此时目标的长波红外辐射比较明显，应优先采用长波红外探测器；同时，对于大多数探测目标，采用多波段红外探测可降低误判率，使识别率大幅提升。以机动车为例，发动机处于工作状态的机动车，其引擎盖，排气等区域温度较高，中波红外辐射特征明显。而其他区域温度较低，长波红外辐射特征明显。因此同时使用中波红外、长波红外两个波段同时判定，会对目标探测识别准确率起到质的提升。

然而，当前的非制冷红外探测器仅能实现单一波长（波段）红外信号的探测，容易出现误判。某些高端探测系统采用了中波红外、长波红外两套探测系统提升识别率，此种方案需要提供两套光学系统及放大电路，从而实现红外辐射的收集及电信号的放大，这使得系统的体积、功耗、成本大幅增加，限制了其应用推广。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，特研发一种多波段红外探测器及带通光窗的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多波段红外探测器，包括：

至少可透过两个不同波段红外辐射的带通光窗；

分别将带通光窗辐射的不同波段的光信号转换为电信号的光敏元；

提供窗口使带通光窗的光信号辐射至光敏元上的支撑件；

对光敏元信号进行处理输出的信号处理输出部件。