铁电体的自发极化强度PS（单位面积上的电荷量）与温度的关系如图所示，随着温度的升高，极化强度减低，当温度升高到一定值，自发极化突然消失，这个温度常被称为“居里温度”或“居里点”。在居里点以下，极化强度PS是温度T的函数。利用这一关系制造的热敏探测器称为热释电器件。第22页，共60页，星期日，2025年，2月5日注意：当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片时，引起薄片温度升高，表面电荷减少，相当于热“释放”了部分电荷。释放的电荷可用放大器转变成电压输出。如果辐射持续作用，表面电荷将达到新的平衡，不再释放电荷，也不再有电压信号输出。因此，热释电器件不同于其他光电器件，在恒定辐射作用的情况下输出的信号电压为零。只有在交变辐射的作用下才会有信号输出。第23页，共60页，星期日，2025年，2月5日图（a）所示的面电极结构中，电极置于热释电晶体的前后表面上,其中一个电极位于光敏面内。这种电极结构的电极面积较大，极间距离较少，因而极间电容较大，故其不适于高速应用。图（b）所示的边电极结构中，电极所在的平面与光敏面互相垂直，电极间距较大，电极面积较小，因此极间电容较小。由于热释电器件的响应速度受极间电容的限制，因此，在高速运用时以极间电容小的边电极为宜。5热释电探测器的电路连接第24页，共60页，星期日，2025年，2月5日6.热释电探测器的工作原理分析当红外辐射照射到已有自发极化强度的热释电晶体上时，引起晶体的温度升高，而导致表面电荷减少，这相当于“释放”了一部分电荷，释放的电荷可以用放大器转变成输出电压。如果红外辐射继续照射使晶体的温度升高到新的平衡值，那么这时候表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释放电荷，也就不再有输出信号。热释电探测器的电极面积为Ad，Ps为热释电晶体的极化矢量改变上式，得：热释电探测器输出电流：热释电系数1、热释电探测器的输出电流第25页，共60页，星期日，2025年，2月5日2、热释电探测器的输出电压第26页，共60页，星期日，2025年，2月5日高莱探测器-工作原理CompanyLogo第27页，共60页，星期日，2025年，2月5日1.热敏电阻的分类及其工作原理2.什么是热电偶？解释温差电动势和接触电动势？3.热释电探测器的工作原理？4.高莱探测器的工作原理？热辐射探测器作业第28页，共60页，星期日，2025年，2月5日基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的太赫兹波探测器件的研究TerahertzdetectorbasedonAlGaN/GaNhighelectronmobilitytransistor(HEMT)第6章太赫兹波探测器第29页，共60页，星期日，2025年，2月5日太赫兹波探测器的发展现状探测器的设计（天线和滤波器）探测器的加工、测试和优化探测器的应用研究总结与展望第30页，共60页，星期日，2025年，2月5日太赫兹波探测器的研究背景及意义宽频性：0.1THz~10THz(30um~3mm)。透视性：对非极性物质有很强的穿透能力（对不透明物体进行透视成像）。安全性：1THz光子的能量为4.1meV，约为X射线光子能量的1/100（可用于旅客的安全检查）。可用于物质的光谱分析：大量极性分子的振动和转动能级正好处于THz波频段。目前太赫兹光源的辐射功率普遍都比较低，因此发展高灵敏度、高信噪比的太赫兹探测技术尤为重要。第31页，共60页，星期日，2025年，2月5日Bolometer：4.2K容易受到各种热源的干扰不便于携带PyroelectricDetector：低速Golaycell：灵敏度较差探测效率较低SchottkyDiode：0.1THz~1THzRoomtemperatureHighresponsivityLowNEPandHigh-speed太赫兹波探测器的研究背景及意义第32页，共60页，星期日，2025年，2月5日*Germanteam（U.R.Pfeiffer,E.?jefors,A.Lisauskas,D.Glaab,andH.G.Roskos,etal）InstituteforHigh-FrequencyandCommunicationTechnology，UniversityofWuppertal0.25mm-SiCMOS,3x5FPA(readoutci