优化设计提升红外热成像系统FPA反光板性能

本文主要探讨了焦平面阵列(Focal Plane Array, FPA)在光学读出红外热成像系统中的关键应用及其优化设计。FPA反光板的初始弯曲对于系统的光学检测性能有显著影响，因为弯曲会导致光线聚焦不准确，从而降低系统的灵敏度。为了提升系统的性能，研究者提出了两种针对性的解决方案：一是通过减薄反光板上的金层厚度，二是设计并制作带有加强筋的反光板。 首先，针对金层减薄策略，文章提出了一种理论模型，分析了金层厚度对反光板曲率的影响。通过实验，制作了单位尺寸为200微米的反光板，通过减薄金层使其曲率半径比未减薄的FPA提高了4.71倍。这种优化措施使得系统光学检测灵敏度提升了5.2倍，显示出明显的性能改善。 其次，另一种优化方法是引入加强筋结构。作者设计并制作了单位尺寸为60微米的带加强筋FPA，其反光板曲率半径相比于无加强筋的FPA提高了4.29倍。这一改进使得系统光学检测灵敏度提高了1.18倍，进一步证实了结构优化的有效性。 实验结果不仅验证了理论分析的准确性，也表明了在实际应用中，针对FPA反光板的合理设计和制造对于提升红外热成像系统的性能至关重要。这些优化方案对于非制冷红外成像技术的发展具有重要的推动作用，特别是在薄膜和微梁技术领域，它们提供了改进光学性能的新途径。 文章关键词包括“成像系统”、“焦平面阵列”、“非制冷红外成像”、“薄膜”以及“微梁”，这些都是讨论的核心概念和技术手段。本文的研究成果对于光学工程、红外成像技术和微纳制造工艺等领域都有重要的参考价值，有助于提高红外热成像设备的性能，满足更高级别应用的需求。