用于顯微紅外熱像儀響應(yīng)時(shí)間參數(shù)測(cè)試的模擬脈沖溫度源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及福射測(cè)溫裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種用于顯微紅外熱像儀響應(yīng)時(shí)間 參數(shù)測(cè)試的模擬脈沖溫度源。
【背景技術(shù)】
[0002] 顯微紅外熱像儀是一種非接觸顯微測(cè)溫裝置，可W用于半導(dǎo)體器件和巧片的溫度 測(cè)量，在半導(dǎo)體行業(yè)有著重要應(yīng)用。
[0003] 常見的顯微紅外熱像儀典型結(jié)構(gòu)如圖5所示，被測(cè)器件搭載在控溫平臺(tái)上，其發(fā) 射出的紅外福射經(jīng)顯微紅外光學(xué)系統(tǒng)投射在紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將紅外福射信號(hào)轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)，最后計(jì)算機(jī)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到溫度數(shù)據(jù)。
[0004] 常見顯微紅外熱像儀的測(cè)溫功能可W分為成像測(cè)溫與瞬態(tài)測(cè)溫兩種。其中瞬態(tài)測(cè) 溫能夠捕捉特定區(qū)域的溫度高速變化，通常用于測(cè)量脈沖工作器件的溫度變化情況。由于 高性能雷達(dá)及通訊系統(tǒng)采用的微波功率器件多工作在脈沖條件下，基于紅外原理的瞬態(tài)測(cè) 溫裝置在微波功率器件的溫度檢測(cè)、可靠性評(píng)價(jià)中有著重要的作用。圖6是一個(gè)典型的瞬 態(tài)測(cè)溫結(jié)果，橫軸為時(shí)間，縱軸為溫度。
[0005] 對(duì)于高速信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)而言，響應(yīng)時(shí)間是衡量顯微紅外熱像儀瞬態(tài)測(cè)溫性能的一 項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，反映了設(shè)備對(duì)高速變化信號(hào)的捕捉能力。響應(yīng)時(shí)間通常采用上升時(shí)間或 下降時(shí)間來表征，最為常見的定義是由脈沖最大值的10%上升到90%或90%下降到10%所 需的時(shí)間。
[0006] 顯然，為真實(shí)反映被測(cè)信號(hào)的隨時(shí)間變化的情況，設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間至少應(yīng)小于被 測(cè)信號(hào)的上升/下降時(shí)間，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的崎變。
[0007] 舉例來說，當(dāng)設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間略長于輸入脈沖信號(hào)的上升/下降時(shí)間時(shí)，脈沖的 上升沿和下降沿會(huì)被拉長，如圖7所示。進(jìn)一步的，當(dāng)脈沖寬度較小或占空比較小，W至于 設(shè)備輸出信號(hào)還沒有來的及上升到最大值，信號(hào)就開始下降，如圖8所示，此時(shí)設(shè)備輸出信 號(hào)的峰值將低于應(yīng)有水平，因此在信號(hào)上升沿和下降沿被拉長的同時(shí)，整個(gè)信號(hào)的動(dòng)態(tài)范 圍也會(huì)被壓縮。
[0008]目前的商用顯微紅外熱像儀的瞬態(tài)測(cè)溫功能實(shí)現(xiàn)的最高帶寬性能在20曲Z-100 曲Z的水平，因此，為了對(duì)顯微紅外熱像儀的瞬態(tài)測(cè)溫功能響應(yīng)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，需要有 一個(gè)高速變化的溫度源，且溫度變化的上升下降時(shí)間在yS量級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于顯微紅外熱像儀響應(yīng)時(shí)間參數(shù)測(cè)試 的模擬脈沖溫度源，該模擬脈沖溫度源能夠模擬物體福射溫度的變化，能夠精確控溫，具有 高發(fā)射率W及良好的溫度均勻性。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是；一種用于顯微紅外熱像儀響 應(yīng)時(shí)間參數(shù)測(cè)試的模擬脈沖溫度源，其特征在于包括紅外福射源和光學(xué)調(diào)制器，紅外福射 源與光學(xué)調(diào)制器正對(duì)設(shè)置，所述紅外福射源發(fā)出的恒定的紅外信號(hào)傳輸至光學(xué)調(diào)制器，光 學(xué)調(diào)制器對(duì)所述恒定的紅外信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到變化的紅外福射信號(hào)，模擬物體福射溫度 的變化。
[0011] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于；所述紅外福射源為黑體福射源。
[0012] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述紅外福射源包括溫控裝置、祀標(biāo)和光闊，所述祀標(biāo)的 溫度受控于所述溫控裝置，祀標(biāo)用于提供被測(cè)溫度目標(biāo)，在使用時(shí)顯微紅外熱像儀測(cè)量的 即是該祀標(biāo)的溫度；所述祀標(biāo)與所述光闊相對(duì)設(shè)置，所述光闊上設(shè)有通光孔，光闊用于控制 通光孔徑尺寸，影響紅外福射信號(hào)強(qiáng)度，W及調(diào)制的上升下降時(shí)間。
[0013] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于；所述溫控裝置包括銷電阻或熱電阻，所述銷電阻或熱電 阻位于祀標(biāo)上，用于監(jiān)測(cè)祀標(biāo)的溫度，提供溫度反饋到溫控裝置。
[0014] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于；所述溫控裝置包括電加熱器、半導(dǎo)體制冷器、水冷器或液 氮制冷器，用于調(diào)制祀標(biāo)溫度。
[0015]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于；所述祀標(biāo)使用高發(fā)射率或低發(fā)射率材料制作。
[0016] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于；所述光學(xué)調(diào)制器采用光學(xué)斬波器，所述光學(xué)斬波器與所 述光闊相對(duì)設(shè)置，用于調(diào)制祀標(biāo)發(fā)射出的紅外福射信號(hào)，光學(xué)斬波器的調(diào)制頻率決定溫度 信號(hào)的調(diào)制頻率，光學(xué)斬波器的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率W及光闊通光孔徑尺寸決定溫度信號(hào)的上升下降 時(shí)間。
[0017] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于；本發(fā)明提出的模擬脈沖溫度源能夠 模擬物體福射溫度的變化，對(duì)顯微紅外熱像儀瞬態(tài)功能的響應(yīng)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和校準(zhǔn)， 給出定量的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，從而對(duì)顯微紅外熱像儀瞬態(tài)功能的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證或有效評(píng) 價(jià)。
[0018] 該模擬脈沖溫度源能夠根據(jù)測(cè)試需要設(shè)定特定的調(diào)制頻率和動(dòng)作時(shí)間（即上升/ 下降時(shí)間或開啟/關(guān)斷時(shí)間），既可W用于驗(yàn)證被測(cè)系統(tǒng)是否滿足特性指標(biāo)要求，也可W用 于確定被測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。
[0019] 該模擬脈沖溫度源具有廣泛的適用性，能夠用于常見的顯微紅外熱像儀。常見的 顯微紅外熱像儀在測(cè)量黑體時(shí)具有最好的性能，該脈沖黑體福射源采用黑體形式，具有高 發(fā)射率，具有良好的溫度均勻性，保證了最廣泛的適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021] 圖1是本發(fā)明的所述脈沖溫度源的整體原理框圖； 圖2是本發(fā)明的所述脈沖溫度源的一種實(shí)施例原理框圖； 圖3是圖2中光學(xué)斬波器與光闊的配合結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3中光學(xué)斬波器與光闊的局部配合放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是典型的顯微紅外熱像儀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是典型的瞬態(tài)測(cè)溫結(jié)果波形圖； 圖7是當(dāng)設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間略長于輸入脈沖信號(hào)的上升/下降時(shí)間時(shí)的波形圖； 圖8是當(dāng)脈沖寬度較小或占空比較小時(shí)的波形圖； 其中；1、溫控裝置2、祀標(biāo)3、光闊4、通光孔5、光學(xué)斬波器6、光學(xué)斬波器的葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可W 采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技