熱釋電攝像管

熱釋電攝像管的發展

鐵電體攝像管的歷史開始於1963年，是由法國南希大學的Hadni提出的。他在一個工作在介電模式的攝像管里使用了硫酸三甘鈦（TGS）。

為了得到好的靈敏度，晶體必須保持在49.2攝氏度的居里溫度附近。在居里溫度下介電常數可以從16200變化到15001。Le Carvennee在研究把TGS靶用於電子束掃描的熱成像攝像管時套用了這個原理（1969年），他利用一邊是金屬電極，另一邊是電子束在TGS靶上建立了一個電壓。

工作在介電模式下會存在以下問題：要製造出具有相同的居里溫度和極化曲線的大晶體切片，以及在靶面區域上保持一定的提升溫度都是很難實現的；太接近居里溫度工作會使電疇產生隨機改變。

1972年Charles和Le Carvennee在一個密封管里得到了5攝氏度的溫度解析度。

Pel’ta等人於1968年研製出另外一個建立在介電模式上的電晶體。

1963年Astheimer申請了熱釋電攝像管的第一個專利。它是建立在運用返回電子束正析模式的複雜機理上的，但沒有得到實現。

1968年Tompsett提出了一個簡單的工作在真正的熱釋電模式下的熱成像攝像管。

熱釋電效應的原理

熱釋電效應是少數介質晶體所特有的一種性質：這種晶體在沒有外加電場和應力的情況下，具有自發的或永久的極化強度，而且這種極化強度隨晶體溫度的變化而變化，溫度升高時極化強度降低，溫度降低時極化強度反而升高，這種變化導致在垂直於極化強度方向（極化軸）的晶體外表面上極化電荷的變化，其結果是在晶體兩端出現隨溫度變化的開路電壓。這種現象稱為熱釋電效應，是熱電效應的一種，這種極性晶體稱為熱電體。

熱電體產生的電壓只於材料溫度的變化有關，而與材料本身的溫度高低無關；而熱敏材料如熱電偶、熱敏電阻等的特性則取決於材料本身溫度的高低。熱電探測器主要用於紅外線、軟X射線和雷射的測量，紅外攝像管即其重要套用之一。目前最常用的適合紅外攝像管的熱釋電材料主要有硫酸三甘鈦（TGS）、鉭酸鋰（LT-LiTaO3）和鈮酸鍶鋇（SBN）3種。

如果以熱釋電材料作靶材，攝像管的信號板和掃描靶面正好處於熱電晶體極化軸的兩個垂直晶上，當有強度變化的紅外輻射圖像入射靶面時，在靶的掃描面上就會積累電荷，產生電位起伏，而且該電位高低與入射圖像的紅外輻射強度的變化，即靶材的溫度變化成正比，在電子束掃描靶面時，把靶電位降到陰極電位，同時從信號板產生熱圖像的視頻信號輸出。