红外探测芯片和红外探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种红外探测芯片和红外探测器。红外探测芯片包括光学部件、红外探测阵列和光电读出模块，红外探测阵列包括多个阵列排布的红外探测单元，红外探测单元能够在激发光的作用下发出可见光且还能够在红外辐射的作用下发生温度变化以使得可见光的强度发生变化。可见光的强度与红外探测单元的温度大小负相关，红外探测单元的温度大小与接收的红外辐射的强度正相关。光电读出模块的光电读出单元与红外探测单元一一对应，光电读出单元用于检测红外探测单元发出的可见光的强度并转化为电信号。如此，可将红外辐射的分布转化为可见光的光强分布，最后可用电信号的变化来得出各个不同位置和区域的红外辐射强度以实现对热源的红外成像。热源的红外成像。热源的红外成像。

【技术实现步骤摘要】
红外探测芯片和红外探测器


[0001]本专利技术涉及红外探测
，尤其涉及一种红外探测芯片和红外探测器。

技术介绍

[0002]目前，非制冷红外焦平面阵列技术在相关领域得到了日益广泛地应用：在军事方面，已经成为了保卫国家安全的主要力量之一；在民用方面，已经广泛的应用到了工业、医疗、消防以及视频监控中。
[0003]近年来，几种新型光学读出非制冷红外成像技术相继被开发出来，主要有双材料微悬臂梁探测技术、法布里
‑
珀罗微腔红外探测技术、热电光非制冷红外探测技术等，但它们仍然存在一些技术难题没有解决。比如，双材料微悬臂梁探测器固有机械噪声不易除去，从而限制了其在工业上的推广；法布里
‑
珀罗微腔红外探测器微腔可动微镜的残余应力和表面粗糙度的控制还有待提高。热电光非制冷红外探测器需要高电光性能的晶体薄膜，材料的制备和性能优化都非常困难。因此，继续改进现有技术或研究开发新的光学读出红外热成像技术是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种红外探测芯片和红外探测器。
[0005]本专利技术实施方式的红外探测芯片包括：
[0006]光学部件；
[0007]设置在所述光学部件下方的红外探测阵列，所述红外探测阵列包括多个阵列排布的红外探测单元，所述红外探测单元能够在激发光的作用下发出可见光，所述红外探测单元还能够在通过所述光学部件汇聚后的红外辐射的作用下发生温度变化以使得所述可见光的强度发生变化；所述可见光的强度与所述红外探测单元的温度大小负相关，所述红外探测单元的温度大小与所述红外探测单元所接收的红外辐射的强度正相关；和
[0008]设置在所述红外探测阵列下方的光电读出模块，所述光电读出模块包括阵列排布的多个光电读出单元，所述光电读出单元与所述红外探测单元一一对应，所述光电读出单元用于检测所述可见光的强度并转化为电信号。
[0009]在本专利技术实施方式的红外探测芯片中，被激发光激发的红外探测单元可发出可见光，红外辐射会引起红外探测单元的温度变化，从而引起红外探测单元所发出的可见光的强度发生变化，红外辐射的强度越强，则可见光的强度越小，因此，当红外辐射被汇聚在红外探测单元上时会引起可见光的发光强度的变化，而光电读出单元则可将发光强度的变化转化为电信号的变化，这样就可以将红外辐射的分布转化为可见光的光强分布，最后可通过光电读出单元的电信号的变化来得出各个不同位置和区域的红外辐射强度以实现对热源的红外成像。这样，只需要将红外探测阵列中的红外探测单元设置成能够被激发光激发而发出可见光且能够在红外辐射的作用下发生温度变化而引起发出的可见光的强度发生变化即可实现红外成像，红外探测芯片的结构和制备工艺较为简单，成本较低，灵敏度较
高。
[0010]在某些实施方式中，所述光学部件包括阵列排布的多个微透镜，所述微透镜与所述红外探测单元一一对应，所述红外探测单元位于所述微透镜的焦平面上，所述微透镜用于将所述红外辐射汇聚在所述红外探测单元上。
[0011]在某些实施方式中，所述红外探测单元由荧光热敏材料制成。
[0012]在某些实施方式中，所述红外探测芯片内形成有真空腔，所述红外探测单元位于所述真空腔内。
[0013]在某些实施方式中，所述红外探测芯片还包括绝热结构，所述绝热结构层叠设置在所述红外探测单元下方且位于所述红外探测单元和所述光电读出单元之间。
[0014]在某些实施方式中，所述红外探测器还包括滤波片，所述滤波片设置在所述红外探测阵列和所述光电读出模块之间且覆盖所述光电读出单元。
[0015]在某些实施方式中，所述光电读出模块包括CCD芯片、CMOS芯片、CIS芯片中的至少一种。
[0016]在某些实施方式中，所述红外探测芯片还包括至少一个遮光元件，每个所述遮光件均遮盖一个所述红外探测单元。
[0017]本专利技术实施方式的红外探测器包括：
[0018]壳体；和
[0019]上述任意实施方式所述的红外探测芯片，所述红外探测芯片设置在所述壳体内。
[0020]在本专利技术实施方式的红外探测器中，被激发光激发的红外探测单元可发出可见光，红外辐射会引起红外探测单元的温度变化，从而引起红外探测单元所发出的可见光的强度发生变化，红外辐射的强度越强，则可见光的强度越小，因此，当红外辐射被汇聚在红外探测单元上时会引起可见光的发光强度的变化，而光电读出单元则可将发光强度的变化转化为电信号的变化，这样就可以将红外辐射的分布转化为可见光的光强分布，最后可通过光电读出单元的电信号的变化来得出各个不同位置和区域的红外辐射强度以实现对热源的红外成像，这样，只需要将红外探测阵列中的红外探测单元设置成能够被激发光激发而发出可见光且能够在红外辐射的作用下发生温度变化而引起发出的可见光的强度发生变化即可实现红外成像，红外探测芯片的结构和制备工艺较为简单，成本较低，灵敏度较高。
[0021]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是本专利技术实施方式的红外探测器的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施方式的红外探测器的另一结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施方式的红外探测器的又一结构示意图。
[0026]主要元件符号说明：
[0027]红外探测芯片100、光学部件10、红外探测阵列20、红外探测单元21、光电读出模块
30、光电读出单元31、光学薄膜32、后端处理部分40、真空腔50、支架60、绝热结构70、滤波片80、遮光元件90。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外探测芯片，其特征在于，包括：光学部件；设置在所述光学部件下方的红外探测阵列，所述红外探测阵列包括多个阵列排布的红外探测单元，所述红外探测单元能够在激发光的作用下发出可见光，所述红外探测单元还能够在通过所述光学部件汇聚后的红外辐射的作用下发生温度变化以使得所述可见光的强度发生变化；所述可见光的强度与所述红外探测单元的温度大小负相关，所述红外探测单元的温度大小与所述红外探测单元所接收的红外辐射的强度正相关；和设置在所述红外探测阵列下方的光电读出模块，所述光电读出模块包括阵列排布的多个光电读出单元，所述光电读出单元与所述红外探测单元一一对应，所述光电读出单元用于检测所述可见光的强度并转化为电信号。2.根据权利要求1所述的红外探测芯片，其特征在于，所述光学部件包括阵列排布的多个微透镜，所述微透镜与所述红外探测单元一一对应，所述红外探测单元位于所述微透镜的焦平面上，所述微透镜用于将所述红外辐射汇聚在所述红外探测单元上。3.根据权利要求1所述的红外探测芯片，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，金瑛，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：