Technical Papers and Presentations

在国防与科研领域应用中，通过红外（IR）成像检测各种目标至关重要，尤其在3μm至5μm的中波红外波段。目前基于非制冷碲化镉的探测器提供的分辨率比较低，因为他们的像素尺寸大于15μm。因此我们想开发使用氧化钒的红外相机。与其他类型的红外探测器相比，VOx红外探测器有以下几个优点。它的像素尺寸可以做到10μm，它们探测灵敏、快速，并且可以在室温下操作。它们的成本也相对较低，可以使用标准的微细加工技术制造。 氧化钒（VOx）红外探测器基于材料电阻随温度变化的原理工作。当VOx暴露于红外辐射时，它会吸收辐射能量，随着VOx材料温度的升高，其电阻会发生变化。测量电阻的这种变化并用于检测红外辐射。但温升带来的热膨胀会限制其工作范围，所以研究氧化钒探测单元在不同辐照功率下的形变量变得有意义。 在外部施加冷却的前提下，研究氧化钒成像单元所产生的形变与辐照功率之间的关系，使用Comsol Multiphysics的传热模块和结构模块进行表面对表面辐射传热耦合仿真，以及热膨胀耦合仿真进行分析。结果显示，辐照强度达到10000W/m^2（单元接收功率33μW）时，50nm厚度的成像单元薄膜最大形变为0.09μm。整体来看单元形变量随辐射功率变化呈线性关系，该数据为氧化钒红外探测单元实际应用提供参考和指导有重要意义。