Zarate, Juan José (2013) Detección de infrarrojo lejano con bolómetros micromaquinados. / Development of an infrared bolometer sensor based on MEMS. PhD in Physics, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Abstract in Spanish
En este trabajo se abordó el estudio de un nuevo modelo de sensor infrarrojo. Estos dispositivos permiten inferir la temperatura de una fuente a partir de la radiación térmica que reciben. En particular los sensores bolométricos transforman primero la radiación incidente en un cambio local de temperatura, y luego ese calentamiento se cuantifica a través de alguna propiedad física asociada. El principio activo de este modelo de sensor se basa en su diseño, que genera un desplazamiento termoelástico a partir de un sistema de bisagras. Como parte de este trabajo se desarrolló un modelo analítico para describir el comportamiento mecánico del sensor, que fue validado con simulaciones numéricas y mediciones experimentales. Se desarrolla también un protocolo de microfabricación que permitió construir los primeros prototipos de estos sensores y estudiar su desempeño dentro de las facilidades del Centro Atómico Bariloche. Por último se presenta un análisis del desempeño general de este sensor, considerando las etapas de absorción de la radiación, desplazamiento termoelástico, detección con un sistema de capacitores interdigitados y transformación en una señal eléctrica.
Abstract in English
In this work a new kind of infrared sensor has been studied. This kind of devices can be used to measure temperature based on the incoming radiation. In particular, bolometric sensors transform the incidental radiation in a local temperature difference and thereafter the change in some physical property is quantified. The working principle of this sensor model is based on the thermoelastic displacement of a mechanical hinge system. An analytical model to describe the behavior of this kind of mechanical system was performed as a part of this work. In addition, several simulations and experimental data was used in order to validate the results of this model. A particular microfabrication process was also developed in order to construct several sensor prototypes. These samples were experimentally studied and several measures are described along this work. Finally a full analysis of these sensors behaviour is presented. This analysis is focused on the description of the radiation absorption processes, the mechanical displacement, the detection by using an interdigitated capacitor system and the transformation into an electrical signal.
| Item Type: | Thesis (PhD in Physics) |
|---|---|
| Funders: | CNEA, CONICET, INVAP S.E. |
| Keywords: | Infrared radiation; Radiación infrarroja; [ Uncooled IR; Microbolometer; Microbalómetro; Microfabrication; Microfabricación; PMMA; PMGI; SOI; MEMS; Interdigital capacitor; Capacitor interdigitado; NETD] |
| Subjects: | Physics > Nanotechnology Physics > Optics |
| Divisions: | Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Bajas temperaturas |
| ID Code: | 492 |
| Deposited By: | Dr Juan Jose Zarate |
| Deposited On: | 29 Feb 2016 14:33 |
| Last Modified: | 29 Feb 2016 15:08 |
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