通过上述方法，制备加工红外热释电敏感元件，红外吸收薄膜层被制备在敏感元件表面，以提高热能转化成电能。滤光片实现红外敏感元件选择性吸收红外辐射，设计过程中可根据需要进行选择滤光片的性能参数指标。所选择的滤光片性能参数见表3-2，其滤光片被安装在每一探测器的敏感元件的前端[108]，制作两种红外探测器，以便在使用过程中分别选择响应检测的探测器和参考作用的探测器成对使用，形成双通道检测方法。参考探测器的使用，在算法上可以利用两通道求比值的方法来解算结果，解决了光强强度难以直接测量的问题，同时也提高了系统的灵敏度。
滤光片通过采用环氧树脂与壳体顶盖连接，共同构成一个红外辐射窗口，可以让红外辐射选择性通过，直到敏感元件的吸收层上，壳体与敏感元件的连接及内部结构描述如图3-31所示。
敏感元件的表面电荷通过一个场效应晶体管缓冲放大，从而提供一个有用的信号输出。这些电荷被聚集在场效应晶体管上，通过与外部电路连接，提供输出信号，一个高阻抗的电阻跨接在敏感元件的两端，敏感元件的表面电荷从一端表面流向高阻抗电阻，再回到另一表面，形成回路电流[109]。敏感元件能够在具有一定频率的红外辐射下工作，当没有红外辐射情况，表面温度降低，敏感元件的电荷将改变极性。场效应晶体管工作在源跟随器模式，它提供了一个偏置电压0.4～1.0V，叠加在探测器的输出信号上。为了避免场效应晶体管工作的功耗过大而引起的探测器内热产生，流过场效应晶体管的电流被限制在10～20μA之间。外形结构、输出电路以及红外探测器的原理图见图3-31。钽酸锂敏感元件、CMOS放大器、窄带滤光片、47kΩ电阻和一个电容都被真空封装集成在一个TO-18型的金属管壳内，因此，单波长单通道的TO-18型探测器被制备，其滤波片可以根据具体需要在集成安装时选择。
设计过程需考虑的一个重要问题是敏感元件与窗体等的布局问题，合理的布局有利于提高探测器的性能。因此，两个关于探测器的布局设计的重要参数：探测器的视场（A Detector’s Field of View，FOV）、探测器的入射角（Wide Angle of Incidence，AOI）[106]。探测器的视场应该尽可能大，以便更多的辐射被入射到探测器的敏感元件上。同时也要综合考虑不必要的光辐射被入射到敏感元件上。而对于探测器的入射角必须选取合适，这样才可以保证更多的辐射被有效地折射到敏感元件上。具体设计方案通过图3-32和图3-33来描述。
图3-31 单元红外探测器的结构及原理图(www.xing528.com)
图3-32 探测器的视场与入射角的描述
图3-33 各元件之间的分布关系
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