A dual-band uncooled infrared microbolometer detector with a tunable micro-mirrror

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SELÇUK KESKİN

Danışman: TAYFUN AKIN

Özet:

Bu tez çalışmasında ayarlanabilir mikro-ayna yapılarına sahip çift-bantlı soğutmasız kızılötesi direnç tipi mikrobolometre dedektörlerin modellenmesi, tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu sunulmaktadır. Askıda duran direnç tipi mikrobolometre dedektörlerin altında askıda duracak olan yansıtıcı mikro-aynalar, elektrostatik gerilim uygulaması ile iki pozisyon arasında bir geçiş özelliği elde etmek için tasarlanmıştır. Mikro aynaların pozisyonunun değiştirilmesi sayesinde optik rezonans boşluğu ayarlanabilir hale getirilir ve iki kızılötesi dalgaboyu penceresinden (3-5 ?m ve 8-14 ?m) en yüksek tepki alınması sağlanır. Bu yaklaşım iki dalgaboyu penceresinde dedektör tepkilerinin karşılaştırılarak görüntülenen sahnenin gerçek sıcaklığının bulunabilmesine olanak sağlar.Kapasitans gerilim ölçümü sonucu mikro-aynaların tasarımlarına bağlı olarak tahrik gerilimi 8.7 V ile 17.5 V arasındaki değerlerde ölçülmüştür. Altan kesme miktarı göz önünde bulundurulduğunda simülasyon sonuçlarıyla örtüşen değerler bulunmuştur. Aktive dedektör maddesi için makul sayılabilecek TCR değeri 3.1 %/K olarak ölçülmüştür. Pikselinin ısıl iletkenlik ölçümü 2.6x10-8 W/K gibi SEM hesaplarıyla örtüşen değerler elde edilmiştir. Mikro aynanın pozisyonuna göre, dedektörün 3-5 ?m dalgaboyu aralığında emilimdeki % 17.9 azaldığı, ve 8-14 ?m dalgaboyu aralığında % 8.5 artığı olarak hesaplanmıştır. Ayrıca bu pikselin ısıl zaman sabiti tepkisellik ölçümlerinden 15.8 ms olarak hesaplanmıştır.Bu çalışma, iki dalgaboyu aralığından alınan tepkileri karşılaştırarak nesnenin mutlak sıcaklığı ve rengini ölçebilen, üretilmiş soğutmasız kızılötesi mikrobolometreyi gösteren literatürdeki ilk çalışmadır.