[实用新型]一种热电堆红外探测器的热堆光线聚集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚集器，具体是一种热电堆红外探测器的热堆光线聚集器。

背景技术

随着微机电系统(Micro Electro Mechanical systems，MEMS)技术的发展，微机械热电堆红外探测器也得到广泛应用。和传统的红外探测器相比，热电堆红外探测器具有无需致冷，功耗低，集成度高，适合批量制造等优点，微机械热电堆红外探测器现已广泛应用于国防和民用领域。

热电堆红外探测器是基于塞贝克效应把热能转换为电能的最重要的应用之一。塞贝克效应具体是指两种不同导体A、B连接成回路。若这个回路中两个连接点分别处于不同温度场T1和T2，并且T2＞T1,即分别处在热端和冷端，则会在回路中产生由于接点温度差(T1-T2)引起的电势差。由于红外吸收区和热电堆的热结区都位于悬浮支撑薄膜上，和硅基体实现了良好的热隔离，当红外辐射信号被红外吸收区吸收，红外吸收区和热电堆热结区的温度就会上升；而热电堆冷结区由于位于硅基体上，其温度保持为环境温度；由于热电堆的塞贝克效应，热结区和冷结区的温度差被转换成电压信号输出，通过检测输出电压就可以检测红外辐射。

光照射到介质上时，存在被散射、被投射、被反射以及被介质吸收这四种情况。对于照射到热电堆红外探测器上的光，只有被薄膜吸收的这部分光才会对探测器热结区温度的升高发挥作用。薄膜材料对不同波长的光的吸收率是不同的，材料对应的吸收光谱显示出对不同频率的光吸收的强弱，吸收光谱是与材料的激发态过程和能带结构有关。

各种各样的参数与热电堆红外探测器的性能直接相关。响应率是评估热电堆红外探测器性能的重要标准之一。为了提高响应率，人们进行了非常多的研究，但均是通过修改热电堆红外探测器本身的材料和结构来实现。

响应率是器件输出电信号与入射红外辐射功率的比值，表征了红外探测器响应红外辐射的灵敏度，同时又很大程度地影响着探测率的值。对热电堆红外探测器而言，热端与冷端之间的温度差是反映器件响应率和探测率大小的一个重要的参数。为了増大温度差以提高器件的响应率和探测率，需要尽可能保持冷端温度与基底温度相一致，同时红外吸收区要尽可能多的吸收红外辐射，从而使热端的温度更多的升高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高热电堆红外探测器响应率的热堆光线聚集器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种热电堆红外探测器的热堆光线聚集器，包括支撑部、散热器、第一导电层、空腔、红外吸热层、第二导电层和反射体，所述支撑部的底部设置衬底，衬底的中部开设空腔，而空腔内设置连接在支撑部底面的红外吸热层，所述支撑部的顶面固定设置材料不同的第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层的上方设置反射体，反射体的中部设置广角的开口，所述反射体中部的开口内壁上镀有镜面铝层。

作为本实用新型进一步的方案：所述衬底的底部设置散热器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述反射体的为P-型(100)硅基底。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于红外光线聚集器是在热电堆红外探测器的冷端进行键合，增大了冷端的接触面积。而且红外光线聚集器拥有一个大的表面积，相对于单独的红外热电堆探测器能够与传感器内部的封装气体有更多热传递，这使得红外光线聚集器在增加热电堆红外探测器热端的红外线入射量的同时又充当了冷端散热器的功能，热电堆红外探测器冷热端的温差进一步增大，能够明显的增加红外热电堆探测器的响应率，通过实验加了红外光线聚集器的热电堆传感器相比于没有加红外光线聚集器的传感器响应率提高了25％。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种热电堆红外探测器的热堆光线聚集器，包括支撑部1、散热器2、第一导电层3、空腔4、红外吸热层5、第二导电层6和反射体7，所述支撑部1的顶面固定设置材料不同的第一导电层3和第二导电层6，第一导电层3和第二导电层6的上方设置反射体7，反射体7的中部设置广角的开口，从而保证入射的红外线能够被聚集，扩大红外敏感区，所述反射体7中部的开口内壁上镀有镜面铝层，从而提高反射效率。