热释电材料在红外探测领域有着广泛的应用,例如气体分析、火焰传感、非接触测温以及太赫兹辐射强度测量等等。其中使用柔性材料制作的热释电红外探测器具有非制冷、探测波长范围广、制作成本低和柔性可穿戴等特点,成为红外探测领域的研究热点。由于探测器结构中敏感元热电参数信息对探测器的性能指标有至关重要的影响,因此本文通过一种基于调制光加热薄膜的瞬态方法测定了柔性薄膜的热电参数和薄膜空间热释电系数分布情况,具体研究内容如下所述:一、在高频调制激光照射下,利用柔性薄膜内部温度梯度分布不均的特性测量了热释电薄膜内部的热释电系数分布情况。首先通过一维热传导瞬态方程与热释电电流方程推导出本测量方法的理论依据(薄膜深度与热释电系数关系式)。通过假定柔性热释电薄膜内部空间热释电系数分布的方式,使用MATLAB对实验计算过程进行数值仿真验证,并使用COMSOL分析实际测量过程中可能产生误差的大小。得到测量薄膜表面附近有着很高的计算精度,随着深度的增加精度逐渐降低,但在一般情况下不超过15%。最后绘制了MEAS公司生产的PVDF热释电薄膜,以及氢键诱导极化工艺制备的PVDF热释电薄膜的空间热释电系数分布趋势。二、在低频调制激光的照射下,利用热释电薄膜表面温度和热释电电流,计算柔性热释电薄膜的热电参数。依据理论基础,设计了在柔性热释电薄膜上制备两层电极,中间使用聚乙烯醇作为绝缘层,同时测量温度与热释电电流的薄膜结构。由于在复合薄膜上制备小尺寸图形存在工艺复杂的问题,因此将激光光斑直径扩束至15 mm后利用掩模版制作大尺寸测温电极,通过仿真软件COMSOL证实了激光扩束后光强分布不均对测量结果产生的误差在2%以下。同时使用仿真软件分析了样品结构绝缘层厚度对实验测量精度的影响,得到在可接受精度下,绝缘层的厚度为5μm。最后详细介绍了样品薄膜的制备流程与实验平台的结构,并初步测量了热释电薄膜的热释电系数,验证了样品结构的可行性。本文基于理论计算,采用仿真分析对计算结果进行验证,最后实际搭建测试平台进行测量实践。无论是研究方法还是结果,本论文的工作对于柔性热释电薄膜的相关研究工作都具有较好的参考价值。