Optical readout for infrared thermo-mechanical detector array
Kızılötesi termo-mekanik dedektör dizini için optik okuma
- Tez No: 216310
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ÜREY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Termal görüntüleme; izleme, hedef belirleme, biyomedikal görüntüleme, devre/makine izleme, yalıtım inceleme ve krtarma gibi birçok ısı izleme uygulamalarında faydalı bir araç olagelmiştir.Termal görüntülemenin iki yaklaşımı arasında, -soğutmalı (foton algılama) ve soğutmasız termal görüntüleme (ısıl algılama)- soğutmasız termal görüntüleme düşük fiyat, üretim kolaylığı ve performansın arzu edildiği uygulamalarda kullanılır. Teorik analizler; soğutmasız termal dedektörler performansının optik okuma ile MEMS yapılarının birleştirilmesi yolu ile arttırılabileceğini gösterir. Bu çalışmada bütünleşik kırınım ızgaralı soğutmasız kızılötesi termo-mekanik dedektör dizini (160x120 piksel) için optik okuma tasarım, analiz ve testleri bildirilir.Dedektör çalışması kızılötesi ışıması nedeniyle oluşan ısının mekanik bükülmeye dönüştürülmesine dayanır. Bu bükülme her dedektörün altında bulunan kırınım ızgarasından geri dönen okuma ışının birinci kırınım mertebesi algılanarak belirlenebilir. Tek fotodiyotlu taramalı okuma, bakan fotodiyot ve bakan CCD kamera, bu algılama için araştırılan üç farklı yaklaşımdır. Optik okuma sistemi analizleri pratik olarak optik yansessiz algılamanın uygun uzaysal filtreleme ile elde edilebileceğini gösterir. Ayrıca, dedektörden dedektöre aynı olmama düzeltimi için bir yöntem gösterilmiştir. İki koherent kaynağın bu yöntemde kullanılması okuma hassasiyetinin daha geniş bir ısıl algılama dinamik alanında iyileştirilmesini sağlamaktadır.Deneysel sonuçlar optik okumada 8 bit CCD kamera kullanımı ile 0.92°K gürültü eşlenikli ısı farkının (NETD) elde edildiğini işaret etmiştir. Hesaplamalar
Özet (Çeviri)
Thermal Imaging has been a useful tool in many heat monitoring applications such as surveillance, target detection, biomedical imaging, monitoring circuits /machinery, insulation inspection and rescue. Among two main approaches to thermal imaging, namely cooled (photon detection) and uncooled thermal imaging (thermal detection); uncooled thermal imaging finds applications where low cost and fabrication simplicity is desired as well as performance. Theoretical analysis shows that performance of uncooled thermal detectors can potentially be increased by incorporating optical readout into MEMS structures. In this work; design, analysis, and testing of the optical readout for an uncooled infrared thermo-mechanical detector array (160x120 pixels) with integrated optical readout is reported.Detector operation is based on the conversion of heat caused by incident IR radiation to mechanical bending. This bending is detected by monitoring the first diffracted order of the readout beam returning from the diffraction gratings that are embedded underneath each detector. A scanned readout beam with single photodiode, staring photodiode, and staring CCD are the three different approaches that are explored for this monitoring purpose. Analysis on the optical readout system indicated that practically optical crosstalk free detection can be achieved by optimum spatial filtering. A detector to detector non uniformity correction method is also demonstrated. Utilization of this method by two coherent sources offers enhanced readout sensitivity in a broader thermal detection dynamic range.Experimental results indicated 0.92°K Noise Equivalent Temperature Difference (NETD) utilizing an 8 bit CCD camera is achieved. Calculations revealed
Benzer Tezler
- Optical readout methods for MEMS cantilever based sensors
MEMS çubuk tabanlı algılayıcılar için optik okuma yöntemleri
ULAŞ ADİYAN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Design, fabrication and characterization of a thermo-mechanical infrared detector array with integrated optical readout
Optik okuma ile tümleştirilmiş termo-mekanik kızılötesi algılayıcı dizinlerinin tasarım, üretim ve karakterizasyonu
REFİK BURAK ERARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Design, fabrication and characterization of a MOEMS based thermal imaging system
MOEMS tabanlı termal görüntüleme sistemi tasarımı, üretimi ve testi
ONUR FERHANOĞLU
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Realization of readout integrated circuit (ROIC) for an array of 72×4, P-on-N type HgCdTe long wave infrared detectors
72×4, P üzeri N türü HgCdTe uzun dalga boyu kızılötesi dedektör dizini için entegre okuma devresinin gerçekleştirilmesi
ÖMER CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Uzun kızıl ötesi bölgede çalışan kuantum kuyulu kızıl ötesi fotodedektörlerin mikro-nano fabrikasyonu
Micro-nano fabrication of quantum well infrared photodetectors working in long wave infrared region
OSMAN ERKİN ÜLKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYLEM GÜVEN