تحلیل پاسخ فرکانسی و آنالیز نویز آشکارساز IR میکروکانتیلیوری فاقد خنک ساز با بهینه سازی ضخامت لایه ها

پاسخ فرکانسی و مقدار نویز در آشکارسازهای مادون قرمز میکروکانتیلیوری دوماده ای فاقد خنک ساز بر پایه فناوری میکروماشین کاری به ابعاد طراحی و محیط قرارگیری آن ها بستگی دارند که با انتخاب مناسب ابعاد می توان مقدار آنها را بهبود داد. در این مقاله با بهینه سازی ضخامت لایه ها، پاسخ آشکارساز آشکارساز IR میکروکانتیلیوری از جنس SiO۲/Al بهبود یافت و نتایج تحلیل ها نشان داد که ضخامت لایه عایق بایستی دو برابر ضخامت لایه فلز شود. مقادیر نویز و پاسخ فرکانسی تغییرات دما، جابجائی، هدایت حرارتی و حساسیت توانی به ازای تغییر ضخامت لایه ها و عرض بازوهای دوماده ای و ایزوله در دو محیط فضای آزاد و خلا محاسبه شده اند. نتایج تحلیل های عددی نشان می دهد که چنانچه عرض و ضخامت لایه عایق بازوها به ترتیبμm ۱۰ و μm۱ و ضخامت لایه Al به اندازه نصف ضخامت لایه SiO۲ انتخاب شود، مقادیر هدایت حرارتی، ثابت زمانی و تغییر دما، در محیط خلا نسبت به فضای آزاد به ترتیب ۵/۱۲۸، ۱۲۳ و ۱۲۵ برابر کاهش و مقادیر تغییر جابجایی، حساسیت توانی به ترتیب ۷/۱۲۴ و ۶/۱۲۷ برابر افزایش می یابند. نتایج تحلیل های فرکانسی نیز نشان می دهد که در فضای باز، سرعت فیلم برداری و دقت عکس برداری حرارتی بهبود یافته است ولی در محیط خلا فقط دقت عکس برداری حرارتی آن بهبود یافته است زیرا مقدار ثابت زمانی در خلا با کاهش هدایت حرارتی افزایش می یابد. نتایج تحلیل های نویزی نیز نشان می دهد که نسبت سینگال به نویز بهبود یافته است و مقادیر نویزهای نوسان دمایی، پس زمینه، ترمومکانیکی و نویز معادل در خلا به ترتیب mK ۳۸/۱ ، mK ۲۴/۱، mK ۳/۲و mK۸۶/۱ کاهش یافته اند.

Keywords:

میکرو ماشین کاری , آشکارساز مادون قرمز فاقد خنک ساز , آشکارساز حرارتی , میکروکانتیلیور