CN111121975B - 红外热探测器信号响应的补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种红外热探测器信号响应的补偿方法，通过在一定自热功率下，建立红外热探测器芯片响应率与压强的关系模型；在同样功率下，对真空封装后的红外热探测器芯片，测试获得响应率，进而得到响应补偿因子；利用响应补偿因子对红外热探测器的信号响应进行补偿。该发明可实现原位在线补偿探测器因封装管壳漏气导致的响应退化。
Description
技术领域
本发明涉及红外热探测器领域，特别涉及一种红外热探测器信号响应的补偿方法。
背景技术
红外辐射是一种在自然界普遍存在的电磁波能量，一切温度高于绝对零度的物体都会产生该辐射。探测物体的红外辐射，在众多领域有着广泛的应用需求。根据对红外辐射响应方式的不同，红外探测器有光子探测和热探测两种类型。其中，红外光子探测器主要基于红外辐射的光电效应，红外热探测器则是利用红外辐射的热效应。红外热探测器由于避免了电子热运动产生的影响，因此可在室温条件下工作，具有质量轻、体积小、功耗小、成本低等特点。
信号响应是入射辐射引起的红外热探测器输出信号。为使得红外热探测器具有较高的信号响应，通常需要将红外热探测器芯片封装在真空环境中，以降低空气热导对探测器响应的削弱作用。现有研究表明，封装管壳漏气是影响探测器信号响应甚至是决定探测器寿命的主要因素。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种红外热探测器信号响应的补偿方法，可以原位在线补偿红外热探测器因封装管壳漏气导致的响应退化。本发明采用的技术方案是：
一种红外热探测器信号响应的补偿方法，包括以下步骤：
S1、给红外热探测器芯片施加恒定的自热功率W，测试红外热探测器芯片在不同压强P中的响应V1，计算得到响应率R1；
S2、建立响应率R1和压强P的关系模型；
S3、将红外热探测器芯片进行真空封装形成红外热探测器，使用中的红外热探测器以一定漏气率漏气；
S4、给使用中的红外热探测器施加自热功率W，测试得到红外热探测器在封装管壳中的响应V2，计算得到响应率R2；
S5、将响应率R2代入响应率R1和压强P的关系模型中，获得响应补偿因子C；
S6、在进行响应率R2测试后，随即测试获得红外热探测器信号响应V3，通过响应补偿因子C对信号响应V3进行补偿，得到校正后的信号响应V3’。
所述响应率R1，为：R1＝V1/W。
所述响应率R1和压强P的关系模型，为：R1＝f(P)。
所述真空封装，包括：金属封装、陶瓷封装、或晶圆级封装。
所述响应率R2，为：R2＝V2/W。
所述响应补偿因子C，为：
所述校正后的信号响应V3’，为：V3’＝CV3。
本发明由于采用以上技术方案，其有益效果是：随着红外热探测器使用时间的增加，红外热探测器响应逐渐减弱，在此无需将红外热探测器从工作位置取回至工厂或实验室，便能原位在线补偿红外热探测器因封装管壳漏气导致的响应退化，方法简单易行。此外，当红外热探测器芯片是阵列芯片时，此方法不仅能实现逐像素的响应校正，同时还能实现像素响应的非均匀性补偿。
附图说明
图1为本发明实施例的补偿方法流程图。
图2为本发明实施例的响应率R1和压强P的关系模型曲线示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例提出一种红外热探测器信号响应的补偿方法，包括以下步骤：
S1、给红外热探测器芯片施加恒定的自热功率W，测试红外热探测器芯片在不同压强P中的响应V1，计算得到响应率R1；
此步骤中可以给红外热探测器芯片施加一定的电压或电流，实现给红外热探测器芯片施加恒定的自热功率W；
响应率R1的计算公式为：R1＝V1/W；
S2、建立响应率R1和压强P的关系模型；
在一个具体的实施例中，响应率R1和压强P的关系模型参见图2所示；可以表达成公式：R1＝f(P)；
S3、将红外热探测器芯片进行真空封装形成红外热探测器，使用中的红外热探测器以一定漏气率漏气；
在一些实施例中，所述真空封装，包括：金属封装、陶瓷封装、或晶圆级封装。
S4、给使用中的红外热探测器施加自热功率W，测试得到红外热探测器在封装管壳中的响应V2，计算得到响应率R2；
响应率R2的计算公式为：R2＝V2/W；
S5、将响应率R2代入响应率R1和压强P的关系模型中，获得响应补偿因子C；
所述响应补偿因子C的计算公式为：
在图2的例子中，
S6、在进行响应率R2测试后，随即测试获得红外热探测器信号响应V3，通过响应补偿因子C对信号响应V3进行补偿，得到校正后的信号响应V3’。
校正后的信号响应V3’的计算公式为：V3’＝CV3。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种红外热探测器信号响应的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、给红外热探测器芯片施加恒定的自热功率W，测试红外热探测器芯片在不同压强P中的响应V1，计算得到响应率R1；
S2、建立响应率R1和压强P的关系模型；
S3、将红外热探测器芯片进行真空封装形成红外热探测器，使用中的红外热探测器以一定漏气率漏气；
S4、给使用中的红外热探测器施加自热功率W，测试得到红外热探测器在封装管壳中的响应V2，计算得到响应率R2；
S5、将响应率R2代入响应率R1和压强P的关系模型中，获得响应补偿因子C；
S6、在进行响应率R2测试后，随即测试获得红外热探测器信号响应V3，通过响应补偿因子C对信号响应V3进行补偿，得到校正后的信号响应V3’；
所述响应率R1为：R1＝V1/W；
所述响应率R1和压强P的关系模型为：R1＝f(P)；
所述响应率R2为：R2＝V2/W；
所述响应补偿因子C为：
所述校正后的信号响应V3’为：V3’＝CV3。
2.如权利要求1所述的红外热探测器信号响应的补偿方法，其特征在于，
所述真空封装包括：金属封装、陶瓷封装、或晶圆级封装。
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