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红外光谱探测器

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红外光谱探测器相关的论坛

  • 求红外光谱仪所用探测器

    欲买用于NDIR红外分析的探测器,推荐几款性价比好的 热释电探测器, 热电偶和热电堆也行, 碲镉汞探测器也行 发一份详细资料到信箱augustcool214@sina.com.cn,谢谢 最好有报价(大概)

  • 红外光电探测器的应用有哪些?

    大家好,哪位大侠能说一下近红外光电探测器的应用有哪里?红外的光电探测器有InGaAs(铟镓砷), Ge(锗), PbS(硫化铅), PbSe(硒化铅),MCT等。铟镓砷象640*512 ,320*256,主要会用到什么上面?请大侠们指导一下,先谢谢喽tangtang:论坛规定不给留联系方式,可站短联系。

  • 主动红外探测器的应用特点

    主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜,起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用,以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不见的光谱范围,有人经过这条无形的封锁线,必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此产生变化,从而启动报警控制器发出报警信号。主动式红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应报警,人或相当体积的物品遮挡将发生报警。由于光束较窄,收发端安装要牢固可靠,不应受地面震动影响,而发生位移引起误报,光学系统要保持清洁,注意维护保养。因此主动式探测器所探测的是点到点,而不是一个面的范围。其特点是探测可靠性非常高。但若对一个空间进行布防,则需有多个主动式探测器,价格昂贵。主动式探测器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台封锁等等。

  • 关于近红外光谱仪探测器最小可测能量的计算

    最近在看光谱仪方面的书籍,初学,有一个问题想问问大家: 每一种探测器都有照度上限,入射通量超过照度上限,会工作不稳定,寿命缩短,但是它也有一个最小的可测能量,如果入射辐射强度地狱最小可测能量,那也就不能输出有效的信号光电流,这个最小可测能量要怎么计算呢? 这个最小可测能量应该是由暗电流决定的。但是如何计算我一头雾水。。。 希望有好心人能详细解答一下。

  • 近红外光电探测器主要应用有哪些?

    大家好,哪位大侠能说一下近红外光电探测器的应用有哪里?近红外的光电探测器有InGaAs(铟镓砷), Ge(锗), PbS(硫化铅), PbSe(硒化铅)等。铟镓砷象640*512 ,320*256,主要会用到什么上面?请大侠们指导一下,先谢谢喽联系电话:13649264285邮箱:zhangwenjuan@fy-ic.com

  • 【讨论】太空中的红外光谱仪

    先说一个:美国航宇局派出探测器撞向坦佩尔1彗星,以对所溅起的内部原始物质等碎片进行研究。这项称为大冲撞的计划将耗资2.79亿美元,所用射弹重350公斤,将以10公里/秒的速度撞向彗核。撞击产生的撞击坑预计将有足球场大小,深度相当于7层楼。溅起的碎片数据将由另一姊妹探测器上的相机和红外光谱仪及地面仪器采集分析。

  • 近红外光谱配件咨询需要。

    本人需要一些近红外光谱分析系统的配件。谁给推荐一下好点的厂家。厂家或者经销商有的也可以联系我。谢谢。急求。。。半天没找到采购论坛。这里能发不?K9基片石英基片光电二极管光纤转接件红外探测器模组(FTIR-OEM100)光谱数据采集模组中红外光纤(FIB-PIR-830-100)迈克尔逊干涉系统光学套件(FTIR-EM000-ZNSE-MIR)中红外光纤(FIB-IR-500-100)FTIR-OEM200-HP IR中红外分束器(ZNSE-NIR)中红外凹面反射镜组件(MIR)

  • 红外光谱仪的应用

    红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源,单色器,探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同,分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言,当样品吸收了一定频率的红外辐射后,分子的振动能级发生跃迁,透过的光束中相应频率的光被减弱,造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差,从而得到所测样品的红外光谱。红外光谱仪的特点如下:1、 只需三个分束器即可覆盖从紫外到远红外的区段;2、 专利干涉仪,连续动态调整,稳定性极高;3、 可实现LC/FTIR、TGA/FTIR、GC/FTIR等技术联用;4、 智能附件即插即用,自动识别,仪器参数自动调整;5、 光学台一体化设计,主部件对针定位,无需调整。红外光谱可以研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性等,利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角,并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱,由简正频率计算热力学函数等。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化,因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基,氰基,羟基,胺基等等在红外光谱中都有特征吸收,通过红外光谱测定,人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团,这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。红外光谱仪还应用于染织工业、环境科学、生物学、材料科学、高分子化学、催化、煤结构研究、石油工业、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、日用化工等研究领域。(选自网络)

  • 【新闻】岛津推出红外光谱新品IRTracer-100 业界最佳信噪比

    岛津推出红外光谱新品IRTracer-100 业界最佳信噪比仪器信息网2013/08/26 11:42:07 点击 63 次 采用重新设计的干涉仪和探测器,IRTracer-100提供了高达60000:1信噪比。高灵敏度结合红外污染物分析解决方案使IRTracer-100更容易、更快和更准确地获得超小尺寸样品的分析。  2013年8月23日,岛津公司公司宣布推出傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)新品IRTracer-100。结合更高的速度、灵敏度、分辨率,以及可扩展性和易于使用的软件,IRTracer-100可以广泛的应用于制药、食品、化工和电子产品等领域,并且能够快速、轻松地获得高质量的数据。http://bimg.instrument.com.cn/show/NewsImags/images/2013826113744.jpg傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)新品IRTracer-100  污染物分析对于安全与质量控制是非常重要的。有些污染物的尺寸已经降低到10µm或更小,分析这些超小样品需要高灵敏度红外光谱;除了灵敏度,客户需要简单易用、快速提供结果的分析软件;为了监控超快反应过程,红外光谱系统需要提供快速扫描模式。  根据这些需求,岛津公司开发了IRTracer-100。采用重新设计的干涉仪和探测器,IRTracer-100提供了高达60000:1的信噪比,高灵敏度结合红外污染物分析解决方案使IRTracer-100更容易、更快和更准确地获得超小尺寸样品的分析数据。编译:刘丰秋

  • 红外光谱仪特点及应用领域

    红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源,单色器,探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同,分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言,当样品吸收了一定频率的红外辐射后,分子的振动能级发生跃迁,透过的光束中相应频率的光被减弱,造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差,从而得到所测样品的红外光谱。红外光谱仪特点:1、 只需三个分束器即可覆盖从紫外到远红外的区段;2、 专利干涉仪,连续动态调整,稳定性极高;3、 可实现LC/FTIR、TGA/FTIR、GC/FTIR等技术联用;4、 智能附件即插即用,自动识别,仪器参数自动调整;5、 光学台一体化设计,主部件对针定位,无需调整。红外光谱仪应用领域:进行化合物的鉴定 进行未知化合物的结构分析进行化合物的定量分析 进行化学反应动力学、晶变、相变、材料拉伸与结构的瞬变关系研究工业流程与大气污染的连续检测在煤炭行业对游离二氧化硅的监测卫生检疫,制药,食品,环保,公安,石油, 化工,光学镀膜,光通信,材料科学等诸多领域珠宝行业的检测水晶石英羟基的测量 聚合物的成分分析 药物分析......

  • 【求助】如何选择FTIR的红外探测器

    大家好!我是新人,昨天通过同学推荐才知道这个网站的,我非常喜爱这个网站,希望它能在大家的努力下变得更加出色^_^. 我现在跟随导师做一个项目,是通过FTIR测量MEMS器件的沟槽深度。在选购红外探测器时,有两样选择,一个是MCT,一个是DTGS。两种探测器的光谱相应范围基本上都符合要求(当然DTGS的要稍大一些),但MCT的灵敏度和响应速度要更快一些,不过需要氮冷。从实验经费考虑,导师比较倾向于选购DTGS。但是我查阅国外相关实验的资料时,发现他们用的基本上都是MCT,所以很犯难。如果大家有这方面的相关经验和资料的话,请不吝赐教,谢谢! 另外,不知道有没有人有AMS公司的IR3000的资料,我这里搜集到的只有比较简单的一些数据,如果可以告知一二的话,小弟不胜感激。 希望能和大家成为好朋友!^_^

  • 【求助】中红外光谱测量系统

    请问有没有同志做中红外光谱的?有的话你们的仪器的探测器和光的收集装置是怎么做的啊?现在实验室买了台做中红外的光谱测量系统 但是一直调试不出来测量范围在1—5.5微米探测器用的是锑化铟探测器——液氮制冷型红外探测器使用范围:1~5.5μmhttp://www.zolix.com.cn/view.asp?id=623光谱仪是卓立汉光的谱王 http://www.zolix.com.cn/view.asp?id=274还有用的Model 300CD型斩波器 和SCITEC公司410/420型锁相放大器http://www.zolix.com.cn/view.asp?id=330http://www.zolix.com.cn/view.asp?id=328但是调试的时候一直调试不出应该有的光谱来。不知道那位兄弟用过相似的装置,这种装置调试的时候要注意那些?

  • 近红外光谱的测量方式

    [font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种吸收光谱,测量方式表现为光与物体的接触方式,其总是为了获得更强、更均匀的吸收光谱。对于不同物理状态的样品,不同的光接触方式会产生较大的影响。建立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的多元定量和定性校正模型,对光谱数据的灵敏度、稳定性要求很高,因此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的测量方式非常重要。从光路原理来讲,光谱信息的获得可以采用漫反射、透射、散射、掠射等,不同的光路测量原理,会得到载量不同的物质光谱信息,反映在光谱曲线方面,就是动态范围的不同。下面主要介绍几种不同光路原理的光谱测量方式。[/font][b][b][font=宋体]一、漫反射测量[/font][/b][/b][font=宋体][font=宋体]漫反射是一种典型的光和物质的作用方式,对于固体来说,密度大,分子之间结合紧密,漫反射往往体现为多种颗粒的表面反射;对于液体来说,密度小,分子之间结合松散,漫反射体现为整个液面的表面反射,以及液体内部微小颗粒的散射;而气体的分子之间距离最远,由于近红外光的波长远大于分子直径,因此一般无法使用漫反射,对于气溶胶式的颗粒才有微弱的漫反射现象。漫反射测量往往采用[/font][font=Times New Roman]4[/font][/font][font='Times New Roman']5[/font][font=宋体][font=宋体]°角的方式来设计光源和探测器的相对位置,如图[/font][font=Times New Roman]3-[/font][/font][font='Times New Roman']1[/font][font=宋体]所示,可采用双探测器,单光源的设计,也可采用双光源,单探测器的设计。[/font][align=center][img=,253,184]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251741287689_6544_6418678_3.png!w571x348.jpg[/img][font=宋体] [/font][img=,253,179]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251741353899_6624_6418678_3.png!w673x328.jpg[/img][/align][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman']3-1 (a)[/font][font=宋体][font=宋体]双探测器、单光源漫反射示意图[/font] [font=宋体]图[/font][/font][font='Times New Roman']3-1 (b)[/font][font=宋体]双光源,单探测器漫反射示意图[/font][b][b][font=宋体]二、透射测量[/font][/b][/b][img=,290,222,left]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251742040487_1473_6418678_3.png!w290x222.jpg[/img][font=宋体]透射是常见的一种光波穿透方式,主要用于气体和液体测量,也可以用于具备一定透射特性的固体。对气体和液体,仅靠漫反射方式获得的光谱信息量少,通常需要将样品全部穿透来实现光谱信息的获取。而对于一些固体样本,如小麦、大豆等农产品,也可采用短波透射方式获得光谱信息。常见的透射测量方式,如图[/font][font='Times New Roman']3-2[/font][font=宋体]所示。依据不同的光谱谱段,可以选用不同光程的样品池,针对性地采集液体样品光谱。[/font][b][img=,289,218,left]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251744183315_5661_6418678_3.png!w289x218.jpg[/img][b][font=宋体]三、透反射测量[/font][/b][/b][font=宋体][font=宋体]为了实现光源和探测器的整体化设计,实现直接对液体或者固体测量,同时也可以增加液体样品光谱吸收的光程,往往采用透反射测量,相对于一般的透射测量方式,样品的光谱吸收光程增加了一倍,实现透反射测量还需要增加一个镜面反射元件,具体方式,如图[/font][font=Times New Roman]3-[/font][/font][font='Times New Roman']3[/font][font=宋体]所示。[/font]

  • 海洋光学高分辨率近红外光谱仪扩展了波长测量范围

    海洋光学推出了新款小型近红外光谱仪NIRQuest512-1.9 。这款高分辨率近红外光谱仪NIRQuest512-1.9的响应范围可达1100-1900纳米,从粮食生产和化学处理的变化监测到为半导体装配和医疗进行激光特征分析,该光谱仪可应用于各种领域。NIRQuest512-1.9配置具有很高的稳定性,512像素Hamamatsu InGaAs线阵探测器,适用于多种光栅和光具座,用以优化1100至1900纳米之间的性能。标准的NIRQuest512-1.9光栅常数为150线/毫米,25微米的入射狭缝,以及一个非荧光长波通滤光器配置,可传输1000纳米以上的波长。该滤光器有助于缓和二阶效应。NIRQuest512-1.9外部配有一个硬件,通过该硬件,在出现外部情况时,用户可以通过外部触发获取相应数据信息,或者在数据获得之后再次引起触发。光谱仪操作通过SpectraSuite软件来控制,该软件是一个基于Java的模块化光谱学平台。NIRQuest的低沉噪声让其具备集成光谱仪的潜力(或者将光谱仪中的探测器暴露在光线下),从而延长使用时间,这在光线暗的环境中非常有用。满信号条件下的信噪比在每100毫秒积分时间内大于15000:1。因此,在对敏感性要求极高的应用环境中可以实现高效操作模式。

  • 【分享】如何进行红外光谱分析

    利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时,这种振动方式称简正振动(例如伸缩振动和变角振动)。分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应,因此当分子的振动状态改变时,就可以发射红外光谱,也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁,使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大,红外谱带也越多。红外光谱仪的种类有:①棱镜和光栅光谱仪。属于色散型,它的单色器为棱镜或光栅,属单通道测量。②傅里叶变换红外光谱仪。它是非色散型的,其核心部分是一台双光束干涉仪。当仪器中的动镜移动时,经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变,探测器所测得的光强也随之变化,从而得到干涉图。经过傅里叶变换的数学运算后,就可得到入射光的光谱。这种仪器的优点:①多通道测量,使信噪比提高。②光通量高,提高了仪器的灵敏度。③波数值的精确度可达0.01厘米-1。④增加动镜移动距离,可使分辨本领提高。⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区,可以实现远红外光谱的测定。红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键,也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。红外光谱具有高度特征性,可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版,可将这些图谱贮存在计算机中,用以对比和检索,进行分析鉴定。利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型,并可用于定量测定。由于分子中邻近基团的相互作用,使同一基团在不同分子中的特征波数有一定变化范围。此外,在高聚物的构型、构象、力学性质的研究,以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域,也广泛应用红外光谱。 红外光谱解析方法一,IR光谱解析方法二,IR光谱解析实例一,IR光谱解析方法1.已知分子式计算不饱和度不饱和度意义:续前例1:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算续前2.红外光谱解析程序 先特征,后指纹 先强峰,后次强峰 先粗查,后细找 先否定,后肯定 寻找有关一组相关峰→佐证先识别特征区的第一强峰,找出其相关峰,并进行峰归属再识别特征区的第二强峰,找出其相关峰,并进行峰归属一,IR光谱解析方法二,IR光谱解析实例一,IR光谱解析方法1.已知分子式计算不饱和度不饱和度意义:续前例1:苯甲醛(C7H6O)不饱和度的计算续前2.红外光谱解析程序 先特征,后指纹 先强峰,后次强峰 先粗查,后细找 先否定,后肯定 寻找有关一组相关峰→佐证先识别特征区的第一强峰,找出其相关峰,并进行峰归属再识别特征区的第二强峰,找出其相关峰,并进行峰归属

  • 微型近红外光谱仪关键技术研究进展

    [color=#555555]微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url](Near Infrared Microspectrometer, NIM)是一种运用光学原理对物质的组分和含量进行定性、定量分析的微型无损检测仪器,具有小体积、低功耗、低成本、可现场在线分析、便于二次开发等优点,在农业生产、食品安全、生物医药、石油化工、航空航天以及国防安全等众多领域获得了广泛的应用。例如,Zeltex公司的手持式近红外粮食分析仪可直接显示出蛋白质等成分的含量。[/color][color=#555555]传统的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]体积大、功耗高、价格昂贵、难以二次开发,这极大地限制了其应用范围。直到上世纪90年代,随着微光机电系统(MOEMS)技术的兴起,微型化的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器逐渐出现并不断发展,开启了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器的微型化进程。[/color][color=#555555]不论哪种类型的光谱仪,都需要将复色光色散为单色光,所以分光是光谱仪最基本的功能。文章根据不同的分光技术,主要介绍了光栅扫描型、傅里叶变换型和阿达玛变换型三种类型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url],并进行了分析及总结。[/color][align=center][color=#333333] [img=,650,234]http://www.gdkjfw.com/images/image/95851544146319.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#888888]图1 典型的微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url][/color][/align][color=#ffffff]光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url][/color][color=#555555]为了降低微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的成本,德国夫朗禾费光学微系统研究所(IPMS)率先提出了以MOEMS扫描光栅为核心元器件的光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url],以集分光与扫描于一体,可以用价格低廉的单管探测器取代昂贵的阵列探测器,仪器的性能不再取决于阵列探测器而主要取决于扫描光栅(如图2所示)。[/color][align=center][color=#333333][img=,650,207]http://www.gdkjfw.com/images/image/9751544146319.jpg[/img] [/color][/align][align=center][color=#888888]图2 MOEMS扫描光栅型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]工作原理[/color][/align][color=#555555]随着MEMS技术的发展,微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]向超小型、宽光谱发展的趋势越来越大。[/color][color=#555555]2016年IPMS报道了一种体积只有方糖大小,可集成于手机的光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url],如下图所示,光谱范围950~1900 nm,分辨率10 nm,其核心元器件为集成了入射狭缝和出射狭缝的MOEMS扫描光栅芯片。扫描光栅面大小为3 mm×3 mm,采用静电梳齿驱动,并集成了压电式角传感器进行闭环控制,以实现高精度扫描。但由于镜面厚度只有数十微米,在扫描过程中,镜面容易出现动态变形的问题,影响光谱仪的信噪比。基于IPMS的核心技术,德国HiperScan公司在市场上推出了相应商品化的光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]。[/color][align=center][color=#333333] [img=,650,226]http://www.gdkjfw.com/images/image/45711544146319.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#888888]图3 德国IPMS研究所研制的超小型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url][/color][/align][color=#555555]国内相关科研团队也进行了光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的研究。[/color][color=#555555]西北工业大学乔大勇团队研制的MOEMS扫描光栅,采用SOI制作,静电梳齿方式驱动,但同样存在镜面动态变形的问题,且静电驱动方式所需驱动电压较高。[/color][color=#555555]重庆大学温志渝团队提出的MOEMS扫描光栅,利用偏晶向硅片制作大面积闪耀光栅,具有较高的衍射效率和分辨率,采用较厚的光栅面能够有效地解决动态变形的问题,但同时带来了稳健性较弱的问题。扫描光栅采用电磁式驱动和传感,便于一体化集成,且所需驱动电压较低,但存在电磁干扰的问题。[/color][color=#555555]由于光栅扫描型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]有MOEMS扫描光栅这一可动部件,抗震性较差,因此开发出高性能的MOEMS扫描光栅是光栅扫描型仪器发展所需突破的关键技术问题,而且在拓宽光谱范围的同时需考虑解决二级光谱重叠的问题。[/color][color=#ffffff]傅里叶变换型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url][/color][color=#555555]傅里叶变换型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]是基于光干涉和傅里叶变换原理设计的,一般采用迈克尔逊干涉仪为核心部件。迈克尔逊干涉仪主要由定镜、分束器和动镜组成,而其中的动镜尤为关键。动镜主要做活塞式运动,其可动行程(即扫描位移)的大小直接决定了仪器性能。[/color][align=center][color=#333333] [img=,650,286]http://www.gdkjfw.com/images/image/80411544146319.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#888888]图4 迈克尔逊干涉仪工作原理及MOEMS工艺制成的干涉仪[/color][/align][color=#555555]2[/color][color=#555555]015年,德国夫朗禾费ISIT研究所提出了基于PZT薄膜的压电驱动MOEMS活塞镜,在163Hz谐振频率下扫描位移最大可达±800 μm ,但在扫描位移较大时存在镜面倾斜的问题。镜面倾斜限制了可用的扫描范围,而且会影响干涉信号,因此降低了分辨率。[/color][color=#555555]美国佛罗里达大学谢会开团队对电热驱动MOEMS活塞镜进行了深入研究,其采用双闭环控制的方法不仅有效减小了大位移扫描过程中的镜面倾斜幅度,同时实现了恒定速度的线性扫描,降低了信号处理的难度,使得光谱分辨率和抗干扰能力等性能大为提升。[/color][color=#555555]另一种类型的微型傅里叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]则是以层状光栅干涉仪为核心元件,利用单管探测器对零级光谱进行探测。相较于迈克尔逊干涉仪,层状光栅干涉仪不需要分束器、定镜等光学元件,结构更加简单、紧凑。[/color][color=#555555]土耳其科克大学Urey团队提出了一种基于垂直梳齿驱动器的层状光栅干涉仪,同时梳齿电极作为驱动器和可动光栅,产生的位移达到106 μm。[/color][color=#555555]随后,该团队又提出了稳健性更好的基于FR4板材的电磁驱动层状光栅干涉仪,及基于MOEMS技术更大位移的静电驱动层状光栅干涉仪,后者可动光栅的最大位移可扩展至±356 μm,并引入机械闭锁装置以提高抗冲击能力。新加坡国立大学周光亚团队也做了相应的研究。[/color][color=#555555]微型傅里叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]具有结构紧凑、光通量大、波长精度高、高分辨率等优势,适用于对分辨率要求较高的场合,但仍存在抗震性差的固有缺陷以及仪器性能受限于动镜或可动光栅所能实现的活塞位移等问题。目前,瑞士Arcoptix公司、日本滨松、埃及的Si-Ware Systems和国内的无锡微奥公司均推出了商品化的微型傅里叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]。[/color][color=#ffffff]阿达玛变换型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url][/color][color=#555555]阿达玛变换型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]是一种在色散光谱仪中引入阿达玛变换的数字变换型仪器,通过光的多路复用提高信噪比,而且一般采用单管探测器使成本较低,无移动部件使抗冲击能力也优于傅里叶变换型光谱仪。[/color][align=center][color=#333333] [img=,650,214]http://www.gdkjfw.com/images/image/76961544146320.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#888888]图5 微型阿达玛变换光谱仪工作原理及数字阵列微镜[/color][/align][color=#555555]基于数字微镜阵列的微型阿达玛变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]通过控制微镜单元的选通实现对光信号的开关调制,既减小了光谱能量损失,也抑制了杂散光的干扰,是近年来研究的热点。[/color][color=#555555]为了进一步减小光能量损失,重庆大学张智海等人结合H矩阵与S矩阵的优点,提出了一种互补S矩阵编码调制方案,在S矩阵的基础上将信噪比提升约1.4倍。[/color][color=#555555]2014年,长春光学精密机械与物理研究所刘华团队设计了一种光谱折叠式微型阿达玛变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url],采用两个子光栅使光谱范围有效拓宽为800~2000 nm,光谱分辨率也得到了提升,但杂散光较大。为了避免这一缺陷并降低光谱仪的复杂度,该团队又提出了一种采用自由曲面透镜准直的光谱折叠式光谱仪来拓宽光谱,光谱范围达800~2400 nm,可覆盖几乎整个近红外波段,仿真结果显示分辨率优于10 nm,提升了光能利用率,降低了消除二次光谱的难度。[/color][color=#555555]微型阿达玛变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]具有光通量大、信噪比高、成本低、抗震性较好等优点,适用于微弱光谱信号的检测,编码技术和光谱拓宽仍是近年研究的热点。目前,Polychromix公司、Aspectrics公司和国内的北京华夏科创仪器公司均有相应的商品化仪器出现在市场上。[/color][color=#555555]由于近红外探测器在整台微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]成本中占的比重较大,所以采用单管探测器的微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]成本较低。在MOEMS技术的推动下,微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的体积也大为缩小。因此,微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]可以走出实验室,应用到越来越多的领域中。如近年来出现的SCIO、TellSpec等廉价小巧的专用型微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]。[/color][color=#555555]微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]一直朝着宽光谱、高分辨率、高信噪比、高集成度、小体积、低成本、快速检测等方向发展,国内外的科研机构一直在新原理、新工艺、新材料等方面进行着不懈的探索和努力。今后,微纳技术的发展势必会给微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的发展提供有力的技术支撑,而且随着对微型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的二次开发和应用领域的拓宽,光谱与人类生产生活的联系将会更加密切。[/color]

  • 大连化物所开发出柔性可穿戴长波红外光热电探测器

    [color=#000000]近日,大连化物所催化基础国家重点实验室热电材料与器件研究组(525组)姜鹏研究员、陆晓伟副研究员、包信和院士团队开发了柔性、可穿戴长波红外光热电探测器,并将其用于电子皮肤非接触温度感知。[/color][color=#000000]仿生触觉是智能机器人感知外部环境刺激的基础。在传统触觉系统中,触觉传感器需要与外部环境物理接触进而获取温度信息,无法在接触前对外部刺激作出预判。因此,发展具有非接触温度感知能力的先进触觉传感技术,将有助于为机器人交互感知领域带来全新的体验。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202404/uepic/d9f98d30-33d3-4a5f-ae64-7284b6ef766d.jpg[/img][/align][color=#000000]光热电探测器是基于光热、热电两个能量转换过程,可在无需制冷、无需偏置电压、无接触的条件下实现对长波红外辐射(8至14μm)的灵敏探测。本工作中,研究团队在前期光热电探测器工作([/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b]Adv. [/b][/i][/url][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b]M [/b][/i][/url][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b][color=#0070c0]ater. [/color][color=#0070c0][/color][/b][/i][/url][color=#000000],2022;[/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201902044][i][b]Adv. Mater [/b][/i][/url][color=#0070c0][i][b].[/b][/i][/color][color=#000000],2019;[/color][url=https://www.nature.com/articles/s41467-018-07860-0][i][b]Nat. Commun. [/b][/i][/url][color=#000000],2019)的基础上,在具有长波红外吸收能力的柔性聚酰亚胺(PI)衬底上构建了Te/CuTe热电异质结,制备出高灵敏度、柔性、可穿戴长波红外光热电探测器。Te/CuTe热电异质结一方面可以提升复合薄膜的热电功率因子,起到降低器件噪音的作用;另一方面可以通过降低其光学反射损耗,并将其光学反射极小值与PI吸收峰对齐,增强光热电耦合,提升器件灵敏度。[/color][color=#000000]在非接触式温度感知测试中,当目标温度从零下50°C上升至110°C,所制备的柔性光热电探测器灵敏度均优于商业刚性热电堆,温度分辨能力可达0.05°C。以此为基础,研究团队利用该红外探测器在接近辐射源过程中响应电压的斜率变化,开发了动态温度预警系统,使得软体机械手可对热源进行预先判定。该工作为在仿生触觉系统中引入红外探测技术提供了可行的解决方案,在机器人交互感知、虚拟现实等领域具有重要的应用前景。[/color][color=#000000]相关研究成果以“[b]Touchless thermosensation enabled by flexible photothermoelectric detector for temperature prewarning function of electronic skin ”[/b]为题,发表在[b]《先进材料》[/b][i](Advanced Materials)[/i]上。上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、辽宁省自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的资助。(文/图 郭晓晗、陆晓伟)[/color][color=#000000]文章链接:[/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313911][b]https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313911[/b][/url][来源: 中国科学院大连化物所][align=right][/align]

  • 【原创】光电导探测器主要应用范围

    [size=4] photoconductive detector 利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。 1873年,英国W.史密斯发现硒的光电导效应,但是这种效应长期处于探索研究阶段,未获实际应用。第二次世界大战以后,随着半导体的发展,各种新的光电导材料不断出现。在可见光波段方面,到50年代中期,性能良好的硫化镉、硒化镉光敏电阻和红外波段的硫化铅光电探测器都已投入使用。60年代初,中远红外波段灵敏的Ge、Si掺杂光电导探测器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(锗掺金)和Ge:Hg光电导探测器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可变禁带宽度的三元系材料的研究取得进展。 工作原理和特性 光电导效应是内光电效应的一种。当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。这里h是普朗克常数,v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度(单位为电子伏)。因此,本征光电导体的响应长波限λc为 λc=hc/Eg=1.24/Eg (μm) 式中 c为光速。本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制。在60年代初以前还没有研制出适用的窄禁带宽度的半导体材料,因而人们利用非本征光电导效应。Ge、Si等材料的禁带中存在各种深度的杂质能级,照射的光子能量只要等于或大于杂质能级的离化能,就能够产生光生自由电子或自由空穴。非本征光电导体的响应长波限λ由下式求得 λc=1.24/Ei 式中Ei代表杂质能级的离化能。到60年代中后期,Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、PbxSn1-xSe等三元系半导体材料研制成功,并进入实用阶段。它们的禁带宽度随组分x值而改变,例如x=0.2的HG0.8Cd0.2Te材料,可以制成响应波长为 8~14微米大气窗口的红外探测器。它与工作在同样波段的Ge:Hg探测器相比有如下优点:①工作温度高(高于77K),使用方便,而Ge:Hg工作温度为38K。②本征吸收系数大,样品尺寸小。③易于制造多元器件。表1和表2分别列出部分半导体材料的Eg、Ei和λc值。 通常,凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应。但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有:CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等 在近红外波段有:PbS、PbSe、InSb、Hg0.75Cd0.25Te等 在长于8微米波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等;CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。 可见光波段的光电导探测器 CdS、CdSe、CdTe 的响应波段都在可见光或近红外区域,通常称为光敏电阻。它们具有很宽的禁带宽度(远大于1电子伏),可以在室温下工作,因此器件结构比较简单,一般采用半密封式的胶木外壳,前面加一透光窗口,后面引出两根管脚作为电极。高温、高湿环境应用的光电导探测器可采用金属全密封型结构,玻璃窗口与可伐金属外壳熔封。 器件灵敏度用一定偏压下每流明辐照所产生的光电流的大小来表示。例如一种CdS光敏电阻,当偏压为70伏时,暗电流为10-6~10-8安,光照灵敏度为3~10安/流明。CdSe光敏电阻的灵敏度一般比 CdS高。光敏电阻另一个重要参数是时间常数 τ,它表示器件对光照反应速度的大小。光照突然去除以后,光电流下降到最大值的 1/e(约为37%)所需的时间为时间常数 τ。也有按光电流下降到最大值的10%计算τ的 各种光敏电阻的时间常数差别很大。CdS的时间常数比较大(毫秒量级)。 红外波段的光电导探测器 PbS、Hg1-xCdxTe 的常用响应波段在 1~3微米、3~5微米、8~14微米三个大气透过窗口。由于它们的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就大大降低了对辐射的灵敏度。响应波长越长的光,电导体这种情况越显著,其中1~3微米波段的探测器可以在室温工作(灵敏度略有下降)。3~5微米波段的探测器分三种情况:①在室温下工作,但灵敏度大大下降,探测度一般只有1~7×108厘米瓦-1赫;②热电致冷温度下工作(约-60℃),探测度约为109厘米瓦-1赫 ③77K或更低温度下工作,探测度可达1010厘米瓦-1赫以上。8~14微米波段的探测器必须在低温下工作,因此光电导体要保持在真空杜瓦瓶中,冷却方式有灌注液氮和用微型制冷器两种。 红外探测器的时间常数比光敏电阻小得多,PbS探测器的时间常数一般为50~500微秒,HgCdTe探测器的时间常数在10-6~10-8秒量级。红外探测器有时要探测非常微弱的辐射信号,例如10-14 瓦;输出的电信号也非常小,因此要有专门的前置放大器。[/size]

  • 非制冷势垒型InAsSb基高速中波红外探测器

    高速响应的中波红外探测器在自由空间光通信和频率梳光谱学等新兴领域的需求逐渐增加。中长波XB?n势垒型红外光探测器对暗电流等散粒噪声具有抑制作用。近期,由中国科学院半导体研究所、昆明物理研究所、中国科学院大学和陆装驻重庆军代局驻昆明地区第一军代室组成的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“非制冷势垒型InAsSb基高速中波红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为贾春阳,通讯作者为赵俊总工程师和张逸韵研究员。本工作制备了不同直径的nBn和pBn结构的中波InAsSb/AlAsSb红外接地-信号-接地(GSG)探测器。对制备的探测器进行了变温暗电流特性,结电容特性和室温射频响应特性的表征。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]材料生长、器件制备和测试[/b][/back][/size][/align]通过固态源分子束外延装置在2英寸的n型Te-GaSb衬底上外延生长nBn和pBn器件。势垒型器件的生长过程如下所示:先在衬底上生长GaSb缓冲层来平整表面以及减少应力和位错,接着生长重掺杂(101? cm?3)n型InAsSb接触层,然后生长2.5 μm厚的非故意掺杂(101? cm?3)InAsSb体材料吸收层。之后生长了150 nm厚的AlAsSb/AlSb数字合金电子势垒层,通过插入超薄的AlSb层实现了吸收区和势垒层的价带偏移的显著减少,有助于空穴向接触电极的传输,同时有效阻止电子以减小暗电流。最后分别生长300 nm厚的重掺杂(101? cm?3)n型InAsSb和p型GaSb接触层用于形成nBn和pBn器件结构。其中,Si和Be分别被用作n型和p型掺杂源。生长后,通过原子力显微镜(D3100,Veeco,USA)和高分辨X射线衍射仪(Bede D1,United Kingdom)对晶片进行表征以确保获得高质量的材料质量。通过激光划片将2英寸的外延片划裂为1×1 cm2的样片。样片经过标准工艺处理,包括台面定义、钝化和金属蒸镀工艺,制成直径从10 μm到100 μm的圆形台面单管探测器。台面定义工艺包括通过电感耦合等离子体(ICP)和柠檬酸基混合溶液进行的干法刻蚀和湿法腐蚀工艺,以去除器件侧壁上的离子诱导损伤和表面态。器件的金属电极需要与射频探针进行耦合来测试器件的射频响应特性,因此包括三个电极分别为Ground(接地)、Signal(信号)和Ground,其中两个Ground电极相连,与下接触层形成欧姆接触,Signal电极与上接触层形成欧姆接触,如图1(c)和(f)所示。通过低温探针台和半导体参数分析仪(Keithley 4200,America)测试器件77 K-300 K范围的电学特性。器件的光学响应特性在之前的工作中介绍过,在300 K下光电探测器截止波长约为4.8 μm,与InAsSb吸收层的带隙一致。在300 K和反向偏置为450 mV时,饱和量子效率在55%-60%。通过探针台和频率响应范围10 MHz-67 GHz的矢量网络分析仪(Keysight PNA-XN5247B,America)对器件进行射频响应特性测试。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]结果与讨论[/b][/back][/size][/align][b]材料质量表征[/b]图1(a)和(d)的X射线衍射谱结果显示,从左到右的谱线峰分别对应于InAsSb吸收层和GaSb缓冲层/衬底。其中,nBn和pBn外延片的InAsSb吸收区的峰值分别出现在60.69度和60.67度,GaSb衬底的峰值则出现在60.72度。因此,InAsSb吸收层与GaSb 衬底的晶格失配分别为-108 acsec和-180 acsec,符合预期,表明nBn和pBn器件的InAsSb吸收区和GaSb衬底几乎是晶格匹配的生长条件。因此,nBn和pBn外延片都具有良好的材料质量。原子力显微镜扫描的结果在图1的(b)和(e)中,显示出生长后的nBn和pBn外延片具有良好的表面形貌。在一个5×5 μm2的区域内,nBn和pBn外延片的均方根粗糙度分别为1.7 ?和2.1 ?。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/92230b98-4dac-4ee0-aeaa-282dcd342995.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图1 (a)和(a)分别为nBn和pBn外延片的X射线衍射谱;(b)和(e)分别为nBn和pBn外延片的原子力显微扫描图;(c)和(f)分别为制备的圆形GSG探测器的光学照片和扫描电子照片[/color][/align][b]器件的变温暗电流特性[/b]图2(a)显示了器件直径90 μm的nBn和pBn探测器单管芯片的温度依赖暗电流密度-电压曲线,通过在连接到Keithley 4200半导体参数分析仪的低温探针台上进行测量。图2(b)显示了件直径90 μm的nBn和pBn探测器在77 K-300 K下的微分电阻和器件面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线,温度下降的梯度(STEP)为25 K。图2(c)显示了在400 mV反向偏压下,nBn和pBn探测器表现出的从77 K到300 K的R?A与温度倒数(1000/T)之间的关系,温度变化的梯度(STEP)为25 K。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/a8f8001f-cd03-42f4-a32f-8b1acc94131d.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图2 从77K到300K温度下直径90 μm的nBn和pBn探测器单管芯片(a)暗电流密度-电压曲线;(b)微分电阻和器件面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线;(c)R?A随温度倒数变化曲线[/color][/align][b]器件暗电流的尺寸效应[/b]由于势垒型红外探测器对于体内暗电流可以起到较好的抑制作用,因此研究人员关注与台面周长和面积有关的表面泄露暗电流,进一步抑制表面漏电流可以进一步提高探测器的工作性能。图3(a)显示了从20 μm到100 μm直径的nBn和pBn器件于室温工作的暗电流密度和电压关系,尺寸变化的梯度(STEP)为10 μm。图3(b)显示从20 μm-100 μm的nBn和pBn探测器的微分电阻和台面面积的乘积R?A随反向偏压的变化曲线。图3(d)中pBn器件的相对平缓的拟合曲线说明了具有较高的侧壁电阻率,根据斜率的倒数计算出约为1.7×10? Ωcm。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/e7fba8aa-eabe-40a4-a863-6ebcdd264744.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图3 从20 μm到100 μm直径的nBn和pBn器件于室温下的(a)暗电流密度和电压变化曲线和(b)R?A随反向偏压的变化曲线;(c)在400 mV反偏时,pBn和nBn器件R?A随台面直径的变化;(d)(R?A)?1与周长对面积(P/A)变化曲线[/color][/align][b]器件的结电容[/b]图4(a)显示了使用Keithley 4200 CV模块在室温下不同直径的nBn和pBn探测器的结电容随反向偏压的变化曲线,器件直径从20 μm到100 μm按照10 μm梯度(STEP)变化。对于势垒层完全耗尽的pBn探测器,预期器件电容将由AlAsSb/AlSb势垒层电容和InAsSb吸收区耗尽层电容的串联组合给出,其中包括势垒层和上接触层侧的InAsSb耗尽区。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/c09b63df-6442-42f2-b548-df4f539db6eb.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图4 (a)在室温下不同直径的nBn和pBn探测器的结电容随反向偏压的变化曲线;(b)反偏400 mV下结电容与台面直径的变化曲线。[/color][/align][b]器件的射频响应特性[/b]通过Keysight PNA-X N5247B矢量网络分析仪、探针台和飞秒激光光源,在室温和0-3 V反向偏压下,对不同尺寸的nBn和pBn探测器在10 MHz至67 GHz之间进行了射频响应特性测试。根据图5推算出在3V反向偏压下的40 μm、50 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm直径的圆形nBn和pBn红外探测器的3 dB截止频率(f3dB)。势垒型探测器内部载流子输运过程类似光电导探测器,表面载流子寿命对响应速度会产生影响。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/95acbbf7-8557-4619-b4cd-5829d636aced.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图5 在300 K下施加-3V偏压的40 μm、50 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm直径的nBn和pBn探测器的归一化频率响应图[/color][/align][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/541829b0-a336-4b7e-a75b-0a15f8dfd06a.jpg[/img][/align][align=center][color=#0070c0]图6 不同尺寸的nBn和pBn探测器(a)3 dB截止频率随反向偏压变化曲线;(b)在3 V反向偏压下的3 dB截止频率随台面直径变化曲线[/color][/align]图6(a)展示了对不同尺寸的nBn和pBn探测器,在0-3 V反向偏压范围内的3 dB截止频率的结果。随着反向偏压的增大,不同尺寸的器件的3 dB带宽也随之增大。因此,在图6(a)中观察到在低反向偏压下nBn和pBn器件的响应较慢,nBn探测器的截止频率落在60 MHz-320 MHz之间而pBn探测器的截止频率落在70 MHz-750 MHz之间;随着施加偏压的增加,截止频率增加,nBn和pBn器件最高可以达到反向偏压3V下的2.02 GHz和2.62 GHz。pBn器件的响应速度相较于nBn器件提升了约29.7%。[align=center][size=18px][back=#ffff00][b]结论[/b][/back][/size][/align]通过分子束外延法在锑化镓衬底上生长了两种势垒型结构nBn和pBn的InAsSb/AlAsSb/AlSb基中波红外光探测器,经过台面定义、工艺钝化工艺和金属蒸镀工艺制备了可用于射频响应特性测试的GSG探测器。XRD和AFM的结果表示两种结构的外延片都具有较好的晶体质量。探测器的暗电流测试结果表明,在室温和反向偏压400 mV工作时,直径90 μm的pBn器件相较于nBn器件表现出更低的暗电流密度0.145 A/cm2,说明了该器件在室温非制冷环境下表现出低噪声。不同台面直径的探测器的暗电流测试表明,pBn器件的表面电阻率约为1.7×10? Ωcm,对照的nBn器件的表面电阻率为3.1×103 Ωcm,而pBn和nBn的R?A体积项的贡献分别为16.60 Ωcm2和5.27 Ωcm2。探测器的电容测试结果表明,可零偏压工作的pBn探测器具有完全耗尽的势垒层和部分耗尽的吸收区,nBn的吸收区也存在部分耗尽。探测器的射频响应特性表明,直径90 μm的pBn器件的响应速度在室温和3 V反向偏压下可达2.62 GHz,对照的nBn器件的响应速度仅为2.02 GHz,相比提升了约29.7%。初步实现了在中红外波段下可快速探测的室温非制冷势垒型光探测器,对室温中波高速红外探测器及光通讯模块提供技术路线参考。[b]论文链接:[/b][url]http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023157[/url][来源:MEMS][align=right][/align]

  • 海洋光学高分辨率近红外光谱仪扩展了波长测量范围

    海洋光学高分辨率近红外光谱仪扩展了波长测量范围

    海洋光学高分辨率近红外光谱仪扩展了波长测量范围新款小型近红外光谱仪NIRQuest512-1.9 。这款高分辨率近红外光谱仪NIRQuest512-1.9的响应范围可达1100-1900纳米,从粮食生产和化学处理的变化监测到为半导体装配和医疗进行激光特征分析,该光谱仪可应用于各种领域。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212191311_413838_2432394_3.jpgNIRQuest512-1.9配置具有很高的稳定性,512像素Hamamatsu InGaAs线阵探测器,适用于多种光栅和光具座,用以优化1100至1900纳米之间的性能。标准的NIRQuest512-1.9光栅常数为150线/毫米,25微米的入射狭缝,以及一个非荧光长波通滤光器配置,可传输1000纳米以上的波长。该滤光器有助于缓和二阶效应。NIRQuest512-1.9外部配有一个硬件,通过该硬件,在出现外部情况时,用户可以通过外部触发获取相应数据信息,或者在数据获得之后再次引起触发。光谱仪操作通过SpectraSuite软件来控制,该软件是一个基于Java的模块化光谱学平台。NIRQuest的低沉噪声让其具备集成光谱仪的潜力(或者将光谱仪中的探测器暴露在光线下),从而延长使用时间,这在光线暗的环境中非常有用。满信号条件下的信噪比在每100毫秒积分时间内大于15000:1。因此,在对敏感性要求极高的应用环境中可以实现高效操作模式。

  • 【原创】傅里叶红外光谱仪的透过率指标到底是多少?

    我查阅了众多傅里叶红外光谱仪的技术指标,都是相当高的,尤其是波长精度乃首屈一指,分辨率也是相当好的,可是发现需要做定量分析时追求的透过率精度是多少呢?哪一台傅里叶红外光谱仪都没有这个指标,为什么不标出来呢?这个指标在上世纪九十年代我们厂设计研制传统的双光束光栅型红外分光光度计时可是个最重要的指标,定量分析的基础。在光路和电路调整到理想状态时,用进口热电偶作为光电接收器时,100%线的静态跳动在0.2%范围内,即是在99.9%与100%之间跳动,绘制出来的100%线几乎是平直线,只是在400附近变化大一点,而现在都在使用国产的热释电探测器,信嘈比不如热电偶,静态跳动在0.5%以内,而你稍一不慎买了杂牌红外分光光度计,都是我厂有关人员另立中央的小公司,那就谈不上检验和质量了。但是不能怀疑双光束红外光谱仪在透过率精度方面的优势,洛阳纳米技术,南京波长光学这些测试镀膜透过率的单位是专门寻觅我们公司的双光束红外分光光度计。希望大侠们给我讲讲傅里叶红外光谱仪的透过率是怎么回事,是否有我的偏见

  • 手持式油液检测红外光谱仪的应用价值

    手持式红外光谱仪直读红外光谱仪(DIR)优点:FTIR红外吸收光谱以及总酸(TAN)、总碱(TBN)等指标是判断在用油润滑性能衰变和污染情况的常用测试方法。斯派超公司直读红外光谱仪(DIR)是替代传统红外光谱仪(FTIR)以及电化学滴定仪的全新解决方案;具有结果准确、便携、重复性好、分析速度快和性价比高等优点。 随时随地进行定量或定性分析Fluidscan直读红外光谱仪(DIR)专利技术用来直接定量分析润滑油液的各状态指标,用来直接探测合成油或矿物质油的污染程度、衰变程度以及交叉污染情况。适用于齿轮箱、压缩机、涡轮机、变压器等设备的润滑油分析以及生物柴油和混合柴油等燃油分析。测量关键参数包括:TAN、TBN、氧化度、硝化度、硫化度、添加剂损耗、润滑油验证、微水、残炭、乙二醇以及生物柴油中的脂肪酸甲酯(FAME)。固态波导管光学系统专利技术=更高重现性+更高可靠性FluidScan的光楔专利设计将其光谱波段固定于在用油分析的特定波段范围内,具有与ASTM E2412(台式FTIR光谱法检测标准)相媲美的再现性和重复性。 TAN或TBN的精度与ASTMD4739、D664标准(滴定法检测标准)要求一致。此外,红外光谱技术还具有更高的重现性。波导管技术使天电干扰降到最少,提高了光谱仪的检测精度。少量油样+无需溶剂=更高的投资回报率测试过程仅需少量油样(1-2滴),且产生极少废弃物,更为环保。采用翻转(flip-top)载样池专利设计,使得样品预处理及载样池清洁时间更短(少于1min),无需任何溶剂,是实现油品现场分析的理想设备。分析过程数字化+直观界面=结果更快+更准确内置包含多种分析方法的软件系统,适用于全球范围内绝大部分常用润滑油的TAN或TBN定量检测,自带润滑油数据库以及与ASTM E1655标准一致的创新数据分析算法,提供详尽的定性、定量分析结果。其定量分析及趋势分析方法与最新标准一致。FluidScan可以设置及显示报警信息,直观显示润滑状态。

  • 知芯外延:聚焦短波红外探测器研发,助力西安走上“追光”路

    [color=#000000]陕西知芯外延半导体有限公司(简称:知芯外延)于2022年在秦创原平台支持下成立,基于西安电子科技大学微电子学院的研发团队,企业研究的硅基四族外延晶圆打破了国外的设备、技术封锁,解决了我国的“卡脖子”技术,带动了我国高端光电探测器、硅光集成产业、超高速通讯器件等各个方向产品的升级。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/c45ee993-8944-4fb1-a1b4-793fe9fb49f5.jpg[/img][/align][color=#000000]知芯外延主要研究具有硅基四族外延晶圆,在不同掺杂、厚度、纳米结构等参数下的成熟生长工艺,同时团队还研发出了基于硅锗外延晶圆的红外探测器芯片。目前企业生产的外延晶圆以硅基四族材料为主,包括硅基锗、硅基硅锗,硅基锗锡等,可应用于红外探测器、激光雷达、光通讯、三四族材料硅基衬底等各个领域。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/c5db2606-b780-4d94-bda7-1f42d7adfd8e.jpg[/img][/align][color=#000000]基于硅锗外延片的硅锗短波红外探测器,作为一种全新的短波探测器技术路径,其高集成度、低成本的优势,将能够成为代替传统材料实现短波红外大规模、各领域应用。在世界各国争相发展短波红外探测技术的当下,陕西知芯外延半导体为我国的技术突破持续发力。公司已入选陕西省光电子产业重点项目,并与多所研究院、军工单位达成合作。项目促进光电子产业创新链发展的同时,也为产业链的发展提供了核心技术支撑,助力西安走上“追光”路。[/color][来源:MEMS][align=right][/align]

  • 知芯外延:聚焦短波红外探测器研发,助力西安走上“追光”路

    [color=#000000]陕西知芯外延半导体有限公司(简称:知芯外延)于2022年在秦创原平台支持下成立,基于西安电子科技大学微电子学院的研发团队,企业研究的硅基四族外延晶圆打破了国外的设备、技术封锁,解决了我国的“卡脖子”技术,带动了我国高端光电探测器、硅光集成产业、超高速通讯器件等各个方向产品的升级。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/c45ee993-8944-4fb1-a1b4-793fe9fb49f5.jpg[/img][/align][color=#000000]知芯外延主要研究具有硅基四族外延晶圆,在不同掺杂、厚度、纳米结构等参数下的成熟生长工艺,同时团队还研发出了基于硅锗外延晶圆的红外探测器芯片。目前企业生产的外延晶圆以硅基四族材料为主,包括硅基锗、硅基硅锗,硅基锗锡等,可应用于红外探测器、激光雷达、光通讯、三四族材料硅基衬底等各个领域。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202402/uepic/c5db2606-b780-4d94-bda7-1f42d7adfd8e.jpg[/img][/align][color=#000000]基于硅锗外延片的硅锗短波红外探测器,作为一种全新的短波探测器技术路径,其高集成度、低成本的优势,将能够成为代替传统材料实现短波红外大规模、各领域应用。在世界各国争相发展短波红外探测技术的当下,陕西知芯外延半导体为我国的技术突破持续发力。公司已入选陕西省光电子产业重点项目,并与多所研究院、军工单位达成合作。项目促进光电子产业创新链发展的同时,也为产业链的发展提供了核心技术支撑,助力西安走上“追光”路。[/color][来源:MEMS][align=right][/align]

  • 【转帖】【新闻】高性能傅立叶变换红外光谱分析仪器开发和应用

    安徽蓝盾 “高性能傅立叶变换红外光谱分析仪器开发和应用” 国家重大科学仪器专项获批仪器信息网2013/12/25 14:30:45 点击 96 次日前,国家科技部正式下发《科技部关于2013年度国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的通知》(国科发财636号),由安徽蓝盾光电子股份有限公司作为项目牵头单位的“高性能傅立叶变换红外光谱分析仪器开发和应用”获得正式立项批复。该项目开发周期为4年,项目总投资5515万元,其中国家科学仪器设备开发专项经费资助2445万元。项目由安徽蓝盾光电子股份有限公司联合中国科学院合肥物质科学研究院、中国科技大学、北京化工大学、中国气象局气象探测中心、中国药科大学等十余家产学研合作单位共同承担。 项目拟开发高性能傅里叶变换红外光谱分析仪器,广泛应用于环境监测、气象探测、药品生产过程分析和药品筛查等领域分析。通过本项目的开展,将加快推进我国高端傅里叶红外光谱分析仪器关键技术的国产化进程,推动我国红外光谱分析仪器产业发展,尽快实现我国红外分析技术产业跨越式发展。项目牵头单位安徽蓝盾光电子股份有限公司是一家高新技术军工企业,公司在光学、电子及信息技术、精密机械制造等领域积累了四十余年的科研、生产经验,主要从事环境监测、气象探测、工业过程分析、食品与药品安全监测、智能交通等行业仪器和软件的开发、生产和销售,是国内环境监测、气象探测、智能交通行业拥有自主知识产权的龙头企业。该公司通过“产、学、研、用”紧密合作,在科研、产业和行业用户之间建立长期战略合作关系,优势互补,形成具有国际竞争力的高端红外光谱仪产业链,服务我国经济社会的健康发展。

  • 关于红外探测器的探测率D*

    D*=(A*f)^0.5/NEP,其中A是探测器光敏元面积,f是电子学带宽,NEP是噪声等效功率。相信大家都知道,光谱成像在探测器光敏元上不可能只占一个像元,而是有一定面积的,请问此时计算D*,A 是用一个像元的面积还是光谱所占的面积?

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