郭哲颖 作品数:13 被引量:50 H指数:6 供职机构: 中国科学技术大学工程科学学院中科院材料力学行为和设计重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 一般工业技术 更多>>
双材料微梁阵列非制冷红外成像技术--微梁阵列热变形的光学读出 针对双材料微梁阵列非制冷红外成像技术的光学读出系统,提出了在谱平面上进行刀口滤波将阵列转角转化为像平面上光强变化的高灵敏度测量技术,并对光学探测灵敏度进行了理论分析.利用该光学读出系统在实验中得到了120℃红外物体的热图... 郭哲颖 段志辉 张青川 伍小平 董凤良 潘亮 陈大鹏 王玮冰关键词:微悬臂梁 非制冷红外成像 文献传递 双材料微梁阵列非制冷红外成像技术——微梁阵列的设计与制作 被引量:2 2005年 本文给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件——微悬臂梁阵列的设计和制作,它是SiNx/Au双材料单层膜结构,简化制作工艺、可以直接在空气中成像。实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-bitCCD,得到120℃以上的物体热像,噪声等效温度差(NETD)为5K左右,实验结果与热机械模型预测结果一致。 董凤良 潘亮 张青川 伍小平 陈大鹏 王玮冰 郭哲颖关键词:非制冷红外成像 光学读出 光机械式红外探测器中镜面弯曲对探测灵敏度的影响(英文) 2007年 光学读出式红外成像技术是近年来研究的热点,本文讨论了镜面弯曲对光学检测灵敏度的影响。由双材料微悬臂梁组成的非致冷焦平面阵列通过体刻蚀工艺加工而成,由于残余应力的影响,制成的焦平面阵列将会发生弯曲,应力导致的镜面弯曲将会降低光学探测灵敏度。本文通过傅立叶光学模拟了镜面弯曲对光学探测灵敏度的影响,并通过实验验证了该模型。实验和模拟结果表明,在镜面曲率为0 .1mm-1时,光学探测灵敏度将会降低到理想情况的40 %。最后我们用这个模型评价了通过表面修饰来提高光学性能的效果。 缪正宇 张青川 伍小平 陈大鹏 郭哲颖 董凤良 熊志铭 李超波 焦斌斌关键词:光学读出 焦平面阵列 基于MEMS的光力学红外成像 被引量:23 2004年 非制冷红外成像仪以其优良的性价比和高可靠性而倍受关注。近期 ,非制冷的热机械型红外成像仪有望发展成为新的低价格高性能的红外成像设备。本文提出了一种新型光学读出的红外探测仪。此红外探测仪的核心器件焦平面阵列 (FPA)由无硅基底结构的微悬臂梁阵列构成。每个微悬臂梁独立地把入射的红外热辐射转化为被光学系统探测的热变形。它不需要读出电路、真空腔和制冷装置 ,其理论上的噪声等效温度差接近致冷型红外成像系统 ,而制作成本和难度将大幅降低。制作的无硅基底单层膜结构的FPA ,其单元尺寸为 2 0 0 μm× 1 0 0 μm ,阵列大小为 1 5 0× 1 0 0像素数。实验制作的系统探测到温度为 5 0 0K左右的热物体像 ,热像采样频率为 1 2幅 /秒。 潘亮 张青川 伍小平 段志辉 陈大鹏 王玮冰 郭哲颖关键词:非制冷 微悬臂梁 像素数 红外成像系统 光力学 FPA 光学读出室温物体红外成像 被引量:10 2005年 光学读出式红外成像系统是近年来提出的一种新型红外成像技术,它是基于探测双材料微悬臂梁吸收红外辐射后的变形。本文采用了谱平面刀口滤波方法,将双材料(SiNx/Au)微梁阵列接收热像后的转角变形转化为像平面上微梁阵列的像所对应的光强变化,并设计制作了无基底单层膜结构微梁阵列(100×100pixels,微梁尺寸200×200μm2,厚2μm)。用该阵列在光学读出系统中,获得了室温下人体的热图像。该系统在室温时(300K)噪声等效温度差(NETD)达到0.2K。 郭哲颖 张青川 陈大鹏 伍小平 董凤良 缪正宇 熊志铭 李超波关键词:微悬臂梁 红外成像 光学读出 光电效应 双材料微梁阵列室温物体红外成像 被引量:21 2006年 针对近年出现的新概念光学读出双材料微梁阵列红外成像技术,提出了具有热变形放大效果的无硅基底回折腿间隔镀金的微梁单元结构,并建立了其热机械模型,在模型分析基础上,成功的设计制作了100×100像素的焦平面阵列(focalplanearray,FPA).在构建的红外成像系统中,实现了对室温物体——人体的热成像,噪声等效温度差约为200mK.实验结果与热机械模型的分析一致. 缪正宇 张青川 陈大鹏 伍小平 李超波 郭哲颖 董凤良 熊志铭关键词:非制冷红外成像 光学读出 光学读出微梁阵列红外成像及性能分析 被引量:14 2007年 在构建的光学读出微梁阵列(焦平面阵列FPA)非制冷红外成像系统中,实现了无硅基底FPA置于空气中对人体的热成像.通过FPA在不同真空度环境条件下的成像结果进行比较,分析了热导和系统噪声值随气压变化的关系,以及对系统成像性能的影响,并对气体分子热运动自由程大于空气传热层特征尺度时的气体热传导模型进行了修正分析和实验验证.实验结果表明:FPA置于空气中时,气体分子撞击微梁引起的微梁反光板无序振动产生的光学读出噪声成为系统噪声的主要来源.当真空度小于1Pa时,总热导和光学读出噪声值的变化都趋于平缓;当真空度小于10-2Pa时,空气热导的影响可忽略,总热导降低到微梁感热像素的辐射极限,光学读出噪声也降低到一极小值.实验结果与理论分析相符合. 熊志铭 张青川 陈大鹏 伍小平 郭哲颖 董凤良 缪正宇 李超波关键词:非制冷红外成像 光学读出 微梁传感器弹性模量的测试 被引量:6 2006年 利用一种静态和两种动态的检测技术,对红外辐射探测微悬臂梁式传感器材料的弹性模量进行了测试研究.在静态检测实验中,利用纳米硬度计直接测出传感器材料的弹性模量;在动态实验中,分别利用谱平面光学滤波法和多普勒测振仪得到微悬臂梁传感器结构的固有频率,再结合数值模拟计算求出传感器的等效弹性模量.通过几种检测结果的分析和比较,获得了更加精确的微梁传感器单元的弹性模量值,为微梁的优化设计和评估提供了可靠的参数. 张天林 郭哲颖 张青川 张泰华 何世平关键词:红外探测器 弹性模量 基于MEMS技术的红外成像焦平面阵列 被引量:8 2006年 选用Au和LPCVD的低应力Si Nx薄膜材料,采用MEMS技术研制了新型间隔镀金热隔离结构的薄膜镂空式非制冷红外成像焦平面阵列,并应用光学读出的方法成功地在室温(27.47℃)背景下获得了人体的热像.实验证明间隔镀金热隔离结构的引入有效抑制了热传导对变形梁温升的限制,从而大大降低了系统的噪声等效温度差(NETD),NETD达到约200mK. 李超波 焦斌斌 石莎莉 叶甜春 陈大鹏 张青川 郭哲颖 董凤良 伍小平关键词:微机械 焦平面阵列 光力学 低压化学气相淀积 氮化硅 双材料微梁阵列非制冷红外成像系统——微梁阵列的设计与制作 被引量:8 2005年 给出了一种用于非制冷光学读出红外探测器的核心器件———双材料微悬臂梁阵列的设计和制作.微梁阵列是无硅基底的S iNx/Au双材料单层膜结构,其制作工艺简单、可以直接放在空气中成像.实验使用了设计制作的140×98微梁阵列和高信噪比的12-b it CCD,得到120℃以上的物体热像,噪声等效温度差(NETD)为7K左右,实验结果与热机械模型预测结果一致. 董凤良 张青川 伍小平 潘亮 郭哲颖 陈大鹏 王玮冰 段志辉关键词:非制冷红外成像 光学读出