探测器特点-TEC制冷

探测器特点-TEC制冷

随着光电传感技术日新月异的发展，机器视觉赋予人工智能设备以精准的视觉，不仅细化物体形态的识别精度，更依托光谱探测技术，深度剖析物体光谱特性的奥秘。光谱数据，这一融合波长与光强双重维度的精细图谱，正引领工业智能化、医疗精准化、农业高效化的变革浪潮。而光谱探测器的性能的提升，特别是TEC制冷技术的应用，有效扼制了热生暗电流噪声，极大地提升了信噪比，使得在低光照条件下捕捉微弱光谱信号成为可能，进一步拓宽了光电传感技术的边界与应用潜力。

１.探测器制冷简述

噪声也正是新一代科研级探测器的关键参数之一，而热生暗电流是最主要的噪声之一。如果暗电流噪声过大则将会淹没有效信号，严重降低探测信噪比，研究表明，随着光电传感芯片温度的下降，热生暗电流呈指数型下降趋势，因此制冷成为了抑制热生暗电流噪声的有效手段。

探测器制冷方法有很多种，主要包括机械制冷、液氮制冷和热电制冷。机械制冷方式有较大的机械噪声同时需要用真空泵维持探测器较高的真空度。液氮制冷利用相变原理虽然可以达到极低温度，但是其结构复杂，体积大，维护不方便。而热电制冷（Thermoelectric Cooler，简称TEC）是利用热电材料的温差电效应进行制冷，体积小，无机械噪声，制冷效率高，易于维护，寿命长。通过控制TEC的电流或电压大小还可以对温度实现智能快速控制，目前国际上制冷型探测器主要采用TEC制冷技术。

2.TEC制冷原理

TEC制冷（热电制冷）主要是利用物质的热电效应进行制冷，它由五种不同效应共同作用完成，包括塞贝克（Seeback）效应、帕尔贴（Peltier）效应、汤姆逊（Thomson）效应、焦耳效应、傅里叶效应。其中在制冷中起主导作用的是帕尔贴效应。帕尔贴效应也是塞贝克效应的逆效应 ,当电流通过两种不同导体时，一端吸收热量，另一个端释放热量，其大小与流过的电流成正比；通过控制电流或两端的电压即可实现对温度的精准控制。应用在光电传感芯片中时，TEC冷端即可实现对探测器的制冷控制，降低暗电流，提升信噪比。相比于其他的散热技术，TEC 具有非常独特的优势，如下 ：

1) 稳定可靠：无运动部件，不产生振动和噪声；

2) 控温精确：制冷速度与温差可精确调节；

3) 制冷高效：多级可叠加将温度降至极低；

4）温控灵活：改变工作电流方向即可切换制冷和加热；

5) 集成设备：体积小、重量轻，安装位置灵活，易集成。

3.TEC制冷型探测器技术优势

• 降低暗电流：暗电流是探测器在没有光照条件下产生的电流，它随着温度的升高而增加。通过TEC制冷技术降低探测器的工作温度，可以显著减少暗电流的产生，从而提高信噪比和灵敏度。

• 提高图像质量：暗电流的减少意味着探测器在长时间曝光或低光环境下能够捕捉到更清晰、更纯净的图像。这对于天文观测、医学成像等需要高图像质量的领域尤为重要。

• 延长使用寿命：高温会加速探测器的老化和损坏过程。通过TEC制冷技术保持探测器在较低的工作温度下运行，可以延长其使用寿命并提高稳定性。

4.产品推荐

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