[其他]沉积绝缘层的电学定标热释电探测器

说明书

本发明涉及一种改进的电学定标热释电探测器，也适用于类似要求的任何测辐射热释电探测器。

电学定标热释电探测器主要由信号电极、热释电晶体、电加热层和光吸收层组成。为了避免电学加热的电信号被容性耦合到前置放大器输入端的问题，在加热层和热释电材料之间加一隔离电极，并引入一绝缘层。在资料Jon Geist and W.R.Blevin，Applied Optics，Vol.12，No.11，P2532，1973中采用塑料薄膜作加热层和隔离电极之间的绝缘，绝缘层的上面做电加热层和光吸收层，下面蒸金电极接地作隔离电极，用环氧把热释电材料——钽酸锂（LiTaO₃）薄片贴在隔离电极一面，在钽酸锂下面蒸金作信号电极。当探测器光吸收层接受到入射辐射，或者电加热层中有电加热时，这些功率都在加热层中引起温度变化，再由热传导到钽酸锂晶体上，产生热释电信号输出。但是，由于塑料薄膜和环氧粘结层及涂敷时气孔的引入，不但引起热释电晶体温度变化的减小，还增加了横向热扩散的损失，从而使得探测器的响应率降低、有效响应面上的均匀性变差。

本发明的任务是要提供一种改进的电学定标热释电探测器，它克服由塑料薄膜和环氧粘结层带来的问题，并保持电学隔离的优点。

本发明的任务是这样来完成的：在钽酸锂晶体的一面蒸金作信号电极，另一面全部蒸金作隔离电极，在隔离电极上沉积一层厚度小于1微米的绝缘层，在这个绝缘层上再做电学加热层和光吸收层。这样就去掉了作绝缘用的塑料薄膜及环氧粘结层。沉积的绝缘层厚度大大地小于塑料薄膜及环氧粘结层，对探测器热性能的影响完全可以忽略，既起到了电学隔离的作用，又克服了塑料薄膜和环氧粘结层带来的问题。

绝缘层的沉积有多种方法，可用真空镀膜、真空溅射、分解沉积和机械涂膜。绝缘层的材料为二氧化硅、一氧化硅、硒化锌、聚酯漆包线烘漆、酚醛漆包线烘漆和酯胶硅钢片烘漆等。本发明推荐采用低温分解沉积导热性能好的二氧化硅。

低温分解沉积二氧化硅，方法是将样品放在一个低速转动的园盘上，这个园盘加热在500℃，用一个钟罩将园盘罩起来，钟罩上面设有进气孔，低座下面有出气孔。先用氮气置换掉钟罩内的空气，再通硅烷和氧气，硅烷在钟罩内燃烧分解，变为二氧化硅和水，水汽由出气孔走掉，二氧化硅沉积下来，在样品上生成一层二氧化硅沉积层。

下面是本发明的最佳实施。并结合附图对发明作进一步的描述。

图一是本发明的侧视图。

图二是本发明的顶视图。

参照图一，部分2是一块加工并抛光好的热释电晶体（钽酸锂），其厚度约100微米，等厚度偏差小于0.5％，面积为φ20mm。将其用分析纯HF腐蚀清洁处理后再真空蒸发金电极，在一面的中心蒸10×10mm²（图中部分1），另一面蒸满电极（图中部分3），金电极方阻小于10Ω／□；在满电极上，通过中心并与部分1一个边垂直的满电极边缘上的两点各栏档一些后，沉积一层绝缘层（图中部分4），其厚度约1000；在绝缘层上真空蒸发10×15mm²的镍铬层，方阻约400Ω／□，且其中心与下面的部分1重合，两个长边与满电极边缘因栏档后无绝缘层的两点垂直，并与部分1的两个边重合；在长形镍铬层的两头真空蒸发10×2.5mm²的厚金电极（图中部分5），其方阻小于0.1Ω／□，在镍铬层中间蒸10×12mm²的金黑层（图中部分6），其方阻约100Ω／□，作为光吸收层和电加热层。引出线（图中部分7）是这样的：信号引出线在部分1的一个角上用导电胶粘结金丝引出；隔离电极引线在满电极（部分3）边缘无绝缘层的两点用导电胶粘结金丝引出；电加热引线和加热电压测量引线在部分5的两个厚金电极上，用导电胶各粘结三根金丝引线。整个敏感体可以直接安装在探测器基底上，也可以悬空安装在探测器基底上。

沉积绝缘层的方法还可以施用于其他既要求绝缘又要求热传导好的地方，如测温热释电探测器、光谱热释电探测器、高频热释电探测器等。