圆形热电堆红外探测器的结构优化与仿真分析

来源：电子测量技术杂志2021年第13期北京时间：

作者：武学占，雷 程，梁 庭，关一浩，马 野，白悦杭，齐 蕾

单位：1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室 太原 030051; 2.北方自动控制技术研究所 太原 030006

摘要：为了研究采用热电堆原理制作的红外探测器输出电压与关键结构尺寸之间的影响关系，获得高输出电压，提出一种基于圆形结构的微机电系统（MEMS）热电堆红外探测器，以红外探测器结构尺寸1.8mm×1.8mm×0.35mm，空腔尺寸Ф1.2mm为建模仿真的研究基础，对红外探测器进行建模，通过改变吸收层覆盖面尺寸、热偶条对数、冷端长度、有无刻蚀规则孔等关键结构尺寸参数，对红外探测器进行热电仿真和热路径分析，最终确定最优红外探测器仿真结果，仿真结果表明，通过改变热电堆红外探测器关键结构尺寸参数，使得设计的红外探测器输出电压值达到125.08μV，与传统四端梁结构比较，极大地提高了红外探测器的输出电压。

关键词：红外探测器; 热电堆; 有限元分析; 塞贝克效应; 红外

基金资助：2020年山西省研究生教育创新项目（2020SY371）