Cristal de tantalato de litio y su aplicación - 12

3 La principal aplicación del cristal de tantalato de litio.

3.4 Detector piroeléctrico

to detectar objetivos, pagLos detectores yroeléctricos generalmente intercambian calor con el exterior.ambientea través de tres métodos: convección térmica, conducción térmica y radiación térmica. El principio de funcionamiento es:Los electrones son adsorbidos en la superficie del material piroeléctrico.yla superficie es neutra;la temperatura de la superficie del material cambia cuando se calienta,yEl momento dipolar eléctrico del material cambia.;Para mantener neutra la superficie del material, la superficie libera cargas. Los sensores piroeléctricos generalmente tienen las ventajas de una alta tasa de detección, amplia frecuencia de operación, bajo costo, estructura simple y velocidad de respuesta rápida.

Las unidades de detección de detectores piroeléctricos incluyen cerámica, monocristales y películas delgadas. La cerámica utiliza principalmente niobato de tantalato de potasio y titanato de circonato de plomo. Los materiales monocristalinos generalmente utilizan niobato de litio y tantalato de litio. Las películas de uso común incluyen la película de tantalato de litio y la película de titanato de circonato de plomo. El cristal de tantalato de litio se usa ampliamente en detectores piroeléctricos debido a su buen coeficiente piroeléctrico, punto de Curie y constante dieléctrica. Dong Hangrong y otros realizaron investigaciones sobre detectores piroeléctricos de terahercios y diseñaron un detector piroeléctrico de terahercios con un diámetro fotosensible deφ10 mm. El modelo de detector piroeléctrico de terahercios se diseñó mediante análisis de elementos finitos y análisis de simulación de acoplamiento termoeléctrico. Al optimizar el proceso de adelgazamiento, pulido y decapado, se completó el desarrollo del detector piroeléctrico de terahercios. Después de la prueba, el detector tiene una capacidad de respuesta de 371,8 V/W, buen tiempo de respuesta, alta integración y baja potencia de ruido, lo que resuelve eficazmente el problema de las pruebas de potencia de haz puntual de terahercios de gran tamaño. Zhao Ling et al. LiTaO ultrafino preparado₃obleas preestableciendo ranuras de 20 μm de profundidad en la superficie de la oblea. La capa de absorción infrarroja de negro de humo se preparó utilizando el método de electropulverización. El análisis de la capa de absorción infrarroja de negro de humo mostró que cuando el tiempo de electropulverización fue de 20 minutos, las partículas de negro de humo habían cubierto uniformemente toda la superficie del sustrato y la tasa de absorción infrarroja de la capa de absorción alcanzó el 98%, la tasa de detección de cuerpo negro del detector. alcanza 1,78×10⁸cm·Hz^1/2/W. Anónimo y col. diseñó un detector de tantalato de litio piroeléctrico utilizando un chip de 7 μm de espesor, que es adecuado para la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier. El detector no requiere refrigeración adicional mediante el elemento Peltier a altas temperaturas y proporciona una tasa de detección específica típica de 4,0×10⁹a 10 Hz.

Cheng Jinbao analizó y optimizó los parámetros del proceso de adelgazamiento y pulido de la oblea, y utilizó pulverización electrostática de alto voltaje para preparar la capa de absorción infrarroja de tinta y negro de carbón. Finalmente, los componentes sensibles que se diluyeron, pulieron y prepararon con la capa de absorción se empaquetaron en dispositivos. Después de la prueba, cuanto más delgada sea la oblea de tantalato de litio, mejor será la tasa de respuesta. La respuesta del dispositivo es proporcional a la potencia de la luz incidente. A altas frecuencias, la respuesta de voltaje del dispositivo disminuye gradualmente con su frecuencia. La potencia de ruido equivalente del detector es 4,3×10^-10W/Hz^1/2, y la tasa de detección específica es 3,3 × 10⁸cm·Hz^1/2/W, buen rendimiento, cumpliendo los requisitos de los detectores piroeléctricos. Wang Jianfei combinó el estado actual de la investigación de los detectores de temperatura ambiente y diseñó un sensor de detección de infrarrojos basado en una película de tantalato de litio optimizando la estructura única sensible, la capa de absorción y el proceso de preparación para lograr la detección de la temperatura ambiente. En condiciones de temperatura ambiente, cuando la frecuencia de pulso es de 3 Hz, la potencia de ruido mínima equivalente del dispositivo es 7,46 × 10^-4W/Hz^1/2, y la tasa de detección alcanza 1,34 × 10³Hz^1/2/W. La absorción de la capa de absorción seleccionada alcanza el 94%, satisfaciendo las necesidades de detección. Zhou Libing y otros prepararon un detector piroeléctrico infrarrojo de doble canal basado en una oblea de tantalato de litio. La cámara de gas óptica utilizó una combinación de dos elipsoides y una superficie superior esférica, lo que no sólo mejoró la eficiencia del acoplamiento de la propagación de la luz, sino tambiénser beneficiosoa la miniaturización de módulos de sensores. Además, se propone un algoritmo de compensación de temperatura y humedad basado en el método de mínimos cuadrados para lograr una precisión de medición de ±0,9%. zhangKaisheng et al. diseñó un detector de absorción selectiva de longitud de onda en el que los materiales termoeléctricos se integran con absorbentes perfectos de metamateriales (MPA). LiTaO₃Se seleccionó como sustrato un monocristal con películas metálicas en ambos lados, y encima se depositó un MPA de tipo metal dieléctrico metálico. La estructura del MPA consiste en un SiO₂capa dieléctrica y una unidad periódica de tipo cruz, que proporciona una alta selectividade absorcióna 3,16 µm.tvoltaje hermoeléctricose genera uns la potencia radiante incidente se convierte en calor por la capa dieléctrica y se difunde en el litio.