Optical readout for infrared thermo-mechanical detector array

Termal görüntüleme; izleme, hedef belirleme, biyomedikal görüntüleme, devre/makine izleme, yalıtım inceleme ve krtarma gibi birçok ısı izleme uygulamalarında faydalı bir araç olagelmiştir.Termal görüntülemenin iki yaklaşımı arasında, -soğutmalı (foton algılama) ve soğutmasız termal görüntüleme (ısıl algılama)- soğutmasız termal görüntüleme düşük fiyat, üretim kolaylığı ve performansın arzu edildiği uygulamalarda kullanılır. Teorik analizler; soğutmasız termal dedektörler performansının optik okuma ile MEMS yapılarının birleştirilmesi yolu ile arttırılabileceğini gösterir. Bu çalışmada bütünleşik kırınım ızgaralı soğutmasız kızılötesi termo-mekanik dedektör dizini (160x120 piksel) için optik okuma tasarım, analiz ve testleri bildirilir.Dedektör çalışması kızılötesi ışıması nedeniyle oluşan ısının mekanik bükülmeye dönüştürülmesine dayanır. Bu bükülme her dedektörün altında bulunan kırınım ızgarasından geri dönen okuma ışının birinci kırınım mertebesi algılanarak belirlenebilir. Tek fotodiyotlu taramalı okuma, bakan fotodiyot ve bakan CCD kamera, bu algılama için araştırılan üç farklı yaklaşımdır. Optik okuma sistemi analizleri pratik olarak optik yansessiz algılamanın uygun uzaysal filtreleme ile elde edilebileceğini gösterir. Ayrıca, dedektörden dedektöre aynı olmama düzeltimi için bir yöntem gösterilmiştir. İki koherent kaynağın bu yöntemde kullanılması okuma hassasiyetinin daha geniş bir ısıl algılama dinamik alanında iyileştirilmesini sağlamaktadır.Deneysel sonuçlar optik okumada 8 bit CCD kamera kullanımı ile 0.92°K gürültü eşlenikli ısı farkının (NETD) elde edildiğini işaret etmiştir. Hesaplamalar <20mK NETDnin erişilebilir olduğunu göstermiştir. Teorik performans 14 bit CCD kamera veya fotodiyot dizininin kızılötesi dedektör dizini okumasında kullanımı ile erişilebilir.