Kızılötesi dedektör teknolojilerinin incelenmesi ve kritik parametrelerin dedektör verimliliği açısından analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2011

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYLİN ÖZTÜRK

Danışman: ÖMER YAVAŞ

Özet:

“Mutlak sıfır”ın üzerindeki her cisim sıcaklığına bağlı olarak bir ışıma (radyasyon) yayar. 300 Kelvinde yayılan radyasyonun dalgaboyu pik değeri ~ 10 mm’dir. Kızılötesi radyasyon insan gözü tarafından algılanamaz. Kızılötesi radyasyon geçirgenliği dalga boyuna bağlı olan atmosfer tarafından emilir. Dolayısıyla, kızılötesi görüntüleme yapabilmek için atmosferin geçirgen olduğu bir dalga boyu aralığında algılama yapmak gerekir. Kızılötesi dedektörler cisimlerden yayılan kızılötesi radyasyonu algılayan sensörlerdir.Bu çalışmada, çeşitli tip kızılötesi dedektörler konusunda temel bilgiler verilmiş, 8-12 µm bandında algılama yapabilen kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektör (QWIP) icin algılayıcı malzemenin moleküler ışın epitaksisi (MBE) ile büyütülmesi ile fabrikasyon koşulları incelenmiştir. Odak düzlemli matris (FPA) seviyesinde performans ölçümleri (algılama hassasiyeti, sıcaklık farkı ayırt edebilme parametresi, tepe duyarlılık dalga boyu, vb) gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar dünyada bu konuda yayımlanan literatür bilgileri ile karşılaştırılmıştır.Abstract Every object with a temperature above 0 K emits radiation depending on its temperature. The peak wavelength of the emitted radiation of objects at 300 K is ~10 mm. Infrared radiation can not be sensed by human eye. Infrared radiation absorbed by the atmosphere at different levels depending on its wavelength. Hence, it’s necessary to sense infrared radiation in the range of wavelength which is permeable by the atmosphere. Infrared detectors are the sensors which response to the infrared radiation emitted by the objects.In this study, different types of infrared detectors are explained and Molecular Beam Epitaxial (MBE) growth technique and fabrication are studied for QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) which is able to sense radiation in the range of 8-12 µm. Performance measurement experiments (detectivity, Noise Equivalent Temperature Difference (NETD), responsivity, etc.) were performed at Focal Plane Array (FPA) level and the results compared with the literature.