反射率热成像技术简介及原理

2015-04-02 806

反射率热成像技术利用材料的反射率随着温度变化而变化的原理来测试表面温度分布。反射率热成像技术利用一束探测光源检测反射光大小的变化，而红外成像技术是检测器件由于黑体辐射发射的信号。因此可以通过脉冲调制探测光来测试与偏压脉冲比较，特定时间延迟下的温度。同时由于反射率热成像技术不同于黑体辐射，该技术还可以再制冷温度下进行测试。反射率随着温度变化的量，称之为“反射率-温度系数”。反射率-温度系数对于大多数波长都是非零的，因此可以采用可见光进行测试。与红外成像技术相比，更短的波长可以提高一个数量级的空间分辨率。更高的空间分辨率对于更加准确地测试待测器件的峰值温度时非常重要的。

下图所示是一个基于CCD成像的高分辨率的反射率热成像系统的基本配置图，该配置包含了一个可见光CCD照相机;一个用于照明光源的发光二极管(LED)，该LED 可以通过显微镜聚焦到待测器件表面。随变化变化而变化的反射光被CCD采集之后，再经由分析软件SanjVIEW 2.0进行分析。采用非相干的LED光源，而非聚焦激光束可以有效地消除由于相干光源带来的斑点、穗状等干涉图样。可以通过各种调制方案来探测待测器件表面反射率的相对变化，包括零拍法、外差法以及瞬态效应等方法。由于反射率-温度系数强烈依赖于照明光源的波长， LED光源的选择将直接决定CCD测试的灵敏度。反射率的相对变化与温度之间的变化可以近似地表示为一阶函数：