mikrobolometriset

Mikrobolometriset detektorit ovat infrapunasäteilyn havaitsemiseen tarkoitettuja lämpöherkkiä sensoreita, joita käytetään infrapunakuvantamiseen. Ne toimivat yleensä ilman jäähdytystä, eli ovat uncooled-tyyppejä. Jokainen pikseli koostuu lämpöeristetystä membraneista, jonka päälle on sijoitettu infrapunasäteilyn absorboiva kerros sekä ohut resistiivinen thermistorina toimiva elementti. Säteily absorboituu, sensorin lämpötila nousee ja vastus muuttuu; muutos muunnetaan jännitteeksi tai virraksi, joka lukee CMOS-pohjainen lukemointi.

Materiaalit ja rakenne: yleisimpiä lämpötilanmuutosta käyttävässä rakennelmassa ovat vanadium-oksidi (VOx) ja amorfinen pi (a-Si). Näiden thermistorien lämpötilariippuvuus määrittää herkkyyden ja kohinan tason. Mikrobolometriset pikselit integroidaan usein suuriksi fokuksen levy -putkiksi (FPA) ja kytketään suoraan CMOS-lukemistoihin, jolloin kokonaisratkaisusta tulee suhteellisen kustannustehokas.

Suorituskyky: koska detektorit toimivat ilman jäähdytystä, niiden NETD-arvot ovat yleensä satojen millikelvinin luokkaa, riippuen materiaalista, rakenteesta ja lämpötilan stabiloinnista. Kuvanopeudet vaihtelevat noin 25–60 kuvan/s tai enemmän, ja resoluutio vaihtelee VGA- (n. 640×480) tasosta korkeampiin FPAs.

Sovellukset: mikrobolometriset kamerat ovat laajasti käytössä turvallisuus- ja valvontakuvantamisessa, ajoneuvojen yöajon avustamisessa, rakennusten energiatehokkuuden sekä kunnossapidon, pelastus- ja teollisuussovelluksissa sekä terveydenhuollon ja tutkimuksen apuna.

Historia: teknologia kehittyi 1990-luvulla ja 2000-luvulla, jolloin kaupalliset mikrobolometrit tulivat yleisemmiksi. Nykyisin useat valmistajat tarjoavat laajoja FPA-ruutuja ja eritasoisia suorituskykyjä kustannustehokkaasti.