用于顯微紅外熱像儀響應時間參數測試的模擬脈沖溫度源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及輻射測溫裝置技術領域，尤其涉及一種用于顯微紅外熱像儀響應 時間參數測試的模擬脈沖溫度源。
【背景技術】
[0002] 顯微紅外熱像儀是一種非接觸顯微測溫裝置，可以用于半導體器件和芯片的溫度 測量，在半導體行業有著重要應用。
[0003] 常見的顯微紅外熱像儀典型結構如圖5所示，被測器件搭載在控溫平臺上，其發 射出的紅外輻射經顯微紅外光學系統投射在紅外探測器上，紅外探測器將紅外輻射信號轉 換為電信號，最后計算機對電信號進行分析處理，得到溫度數據。
[0004] 常見顯微紅外熱像儀的測溫功能可以分為成像測溫與瞬態測溫兩種。其中瞬態測 溫能夠捕捉特定區域的溫度高速變化，通常用于測量脈沖工作器件的溫度變化情況。由于 高性能雷達及通訊系統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測 溫裝置在微波功率器件的溫度檢測、可靠性評價中有著重要的作用。圖6是一個典型的瞬 態測溫結果，橫軸為時間，縱軸為溫度。
[0005] 對于高速信號測量系統而言，響應時間是衡量顯微紅外熱像儀瞬態測溫性能的一 項重要技術指標，反映了設備對高速變化信號的捕捉能力。響應時間通常采用上升時間或 下降時間來表征，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 需的時間。
[0006] 顯然，為真實反映被測信號的隨時間變化的情況，設備的響應時間至少應小于被 測信號的上升/下降時間，否則將產生嚴重的畸變。
[0007] 舉例來說，當設備的響應時間略長于輸入脈沖信號的上升/下降時間時，脈沖的 上升沿和下降沿會被拉長，如圖7所示。進一步的，當脈沖寬度較小或占空比較小，以至于 設備輸出信號還沒有來的及上升到最大值，信號就開始下降，如圖8所示，此時設備輸出信 號的峰值將低于應有水平，因此在信號上升沿和下降沿被拉長的同時，整個信號的動態范 圍也會被壓縮。
[0008] 目前的商用顯微紅外熱像儀的瞬態測溫功能實現的最高帶寬性能在20 kHz -100 kHz的水平，因此，為了對顯微紅外熱像儀的瞬態測溫功能響應時間參數進行測試，需要有 一個高速變化的溫度源，且溫度變化的上升下降時間在Us量級。 【實用新型內容】
[0009] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于顯微紅外熱像儀響應時間參數 測試的模擬脈沖溫度源，該模擬脈沖溫度源能夠模擬物體輻射溫度的變化，能夠精確控溫， 具有高發射率以及良好的溫度均勻性。
[0010] 為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種用于顯微紅外熱像 儀響應時間參數測試的模擬脈沖溫度源，其特征在于包括紅外輻射源和光學調制器，紅外 輻射源與光學調制器正對設置，所述紅外輻射源發出的恒定的紅外信號傳輸至光學調制 器，光學調制器對所述恒定的紅外信號進行調制，得到變化的紅外輻射信號，模擬物體輻射 溫度的變化。
[0011] 進一步的技術方案在于：所述紅外輻射源為黑體輻射源。
[0012] 進一步的技術方案在于：所述紅外輻射源包括溫控裝置、靶標和光闌，所述靶標的 溫度受控于所述溫控裝置，靶標用于提供被測溫度目標，在使用時顯微紅外熱像儀測量的 即是該靶標的溫度；所述靶標與所述光闌相對設置，所述光闌上設有通光孔，光闌用于控制 通光孔徑尺寸，影響紅外輻射信號強度，以及調制的上升下降時間。
[0013]進一步的技術方案在于：所述溫控裝置包括鉑電阻或熱電阻，所述鉑電阻或熱電 阻位于靶標上，用于監測靶標的溫度，提供溫度反饋到溫控裝置。
[0014]進一步的技術方案在于：所述溫控裝置包括電加熱器、半導體制冷器、水冷器或液 氮制冷器，用于調制靶標溫度。
[0015]進一步的技術方案在于：所述靶標使用高發射率或低發射率材料制作。
[0016]進一步的技術方案在于：所述光學調制器采用光學斬波器，所述光學斬波器與所 述光闌相對設置，用于調制靶標發射出的紅外輻射信號，光學斬波器的調制頻率決定溫度 信號的調制頻率，光學斬波器的轉動頻率以及光闌通光孔徑尺寸決定溫度信號的上升下降 時間。
[0017]采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本實用新型提出的模擬脈沖溫度源 能夠模擬物體輻射溫度的變化，對顯微紅外熱像儀瞬態功能的響應時間參數進行測試和校 準，給出定量的測試結果數據，從而對顯微紅外熱像儀瞬態功能的響應時間進行驗證或有 效評價。
[0018] 該模擬脈沖溫度源能夠根據測試需要設定特定的調制頻率和動作時間（即上升/ 下降時間或開啟/關斷時間），既可以用于驗證被測系統是否滿足特性指標要求，也可以用 于確定被測系統響應時間。
[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量黑體時具有最好的性能，該脈沖黑體輻射源采用黑體形式，具有高 發射率，具有良好的溫度均勻性，保證了最廣泛的適應性。
【附圖說明】
[0020] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0021] 圖1是本實用新型的所述脈沖溫度源的整體原理框圖；
[0022] 圖2是本實用新型的所述脈沖溫度源的一種實施例原理框圖；
[0023] 圖3是圖2中光學斬波器與光闌的配合結構示意圖；
[0024] 圖4是圖3中光學斬波器與光闌的局部配合放大結構示意圖；
[0025] 圖5是典型的顯微紅外熱像儀結構示意圖；
[0026] 圖6是典型的瞬態測溫結果波形圖；
[0027] 圖7是當設備的響應時間略長于輸入脈沖信號的上升/下降時間時的波形圖；
[0028] 圖8是當脈沖寬度較小或占空比較小時的波形圖；
[0029] 其中：1、溫控裝置2、靶標3、光闌4、通光孔5、光學斬波器6、光學斬波器的葉 片。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0031] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新 型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實 用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0032] 總體的如圖1所示，本實用新型公開了一種用于顯微紅外熱像儀響應時間參數測 試的模擬脈沖溫度源，包括紅外輻射源和光學調制器，紅外輻射源與光學調制器正對設置， 所述紅外輻射源發出的恒定的紅外信號傳輸至光學調制器，本實用新型通過在黑體輻射源 (紅外輻射源）的基礎上增加光開關