發(fā)布日期：2024-07-22 17:20:28 隨著(zhù)光電傳感技術(shù)日新月異的發(fā)展，機器視覺(jué)賦予人工智能設備以精準的視覺(jué)，不僅細化物體形態(tài)的識別精度，更依托光譜探測技術(shù)，深度剖析物體光譜特性的奧秘。
光譜數據，這一融合波長(cháng)與光強雙重維度的精細圖譜，正引領(lǐng)工業(yè)智能化、醫療精準化、農業(yè)高效化的變革浪潮。而光譜探測器的性能的提升，特別是TEC制冷技術(shù)的應用，有效扼制了熱生暗電流噪聲，極大地提升了信噪比，使得在低光照條件下捕捉微弱光譜信號成為可能，進(jìn)一步拓寬了光電傳感技術(shù)的邊界與應用潛力。
１.探測器制冷簡(jiǎn)述
噪聲也正是新一代科研級探測器的關(guān)鍵參數之一，而熱生暗電流是最主要的噪聲之一。如果暗電流噪聲過(guò)大則將會(huì )淹沒(méi)有效信號，嚴重降低探測信噪比，研究表明，隨著(zhù)光電傳感芯片溫度的下降，熱生暗電流呈指數型下降趨勢，因此制冷成為了抑制熱生暗電流噪聲的有效手段。
探測器制冷方法有很多種，主要包括機械制冷、液氮制冷和熱電制冷。機械制冷方式有較大的機械噪聲同時(shí)需要用真空泵維持探測器較高的真空度。液氮制冷利用相變原理雖然可以達到極低溫度，但是其結構復雜，體積大，維護不方便。而熱電制冷（Thermoelectric Cooler，簡(jiǎn)稱(chēng)TEC）是利用熱電材料的溫差電效應進(jìn)行制冷，體積小，無(wú)機械噪聲，制冷效率高，易于維護，壽命長(cháng)。通過(guò)控制TEC的電流或電壓大小還可以對溫度實(shí)現智能快速控制，目前國際上制冷型探測器主要采用TEC制冷技術(shù)。
2.TEC制冷原理
TEC制冷（熱電制冷）主要是利用物質(zhì)的熱電效應進(jìn)行制冷，它由五種不同效應共同作用完成，包括塞貝克（Seeback）效應、帕爾貼（Peltier）效應、湯姆遜（Thomson）效應、焦耳效應、傅里葉效應。其中在制冷中起主導作用的是帕爾貼效應。帕爾貼效應也是塞貝克效應的逆效應 ,當電流通過(guò)兩種不同導體時(shí)，一端吸收熱量，另一個(gè)端釋放熱量，其大小與流過(guò)的電流成正比；通過(guò)控制電流或兩端的電壓即可實(shí)現對溫度的精準控制。應用在光電傳感芯片中時(shí)，TEC冷端即可實(shí)現對探測器的制冷控制，降低暗電流，提升信噪比。
相比于其他的散熱技術(shù)，TEC 具有非常獨特的優(yōu)勢，如下 ：
1) 穩定可靠：無(wú)運動(dòng)部件，不產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；
2) 控溫精確：制冷速度與溫差可精確調節；
3) 制冷高效：多級可疊加將溫度降至極低；
4）溫控靈活：改變工作電流方向即可切換制冷和加熱；
5) 集成設備：體積小、重量輕，安裝位置靈活，易集成。
3.TEC制冷型探測器技術(shù)優(yōu)勢
? 降低暗電流：暗電流是探測器在沒(méi)有光照條件下產(chǎn)生的電流，它隨著(zhù)溫度的升高而增加。通過(guò)TEC制冷技術(shù)降低探測器的工作溫度，可以顯著(zhù)減少暗電流的產(chǎn)生，從而提高信噪比和靈敏度。
? 提高圖像質(zhì)量：暗電流的減少意味著(zhù)探測器在長(cháng)時(shí)間曝光或低光環(huán)境下能夠捕捉到更清晰、更純凈的圖像。這對于天文觀(guān)測、醫學(xué)成像等需要高圖像質(zhì)量的領(lǐng)域尤為重要。
? 延長(cháng)使用壽命：高溫會(huì )加速探測器的老化和損壞過(guò)程。通過(guò)TEC制冷技術(shù)保持探測器在較低的工作溫度下運行，可以延長(cháng)其使用壽命并提高穩定性。
4.產(chǎn)品推薦
北京鑒知技術(shù)提供基于TEC制冷探測器的光纖光譜儀，科研級制冷可達-80℃，為客戶(hù)提供高質(zhì)量、高信噪比的光譜信號，特定型號光譜儀的探測器類(lèi)型多樣且可更換，接受定制需求。
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