采用640×512元量子阱红外光电探测器阵列的手持式长波红外摄像机
6.4.3 量子阱红外探测器
6.4 红外焦平面探测器红外焦平面探测器◆焦平面的概念与基本结构◆肖特基势垒探测器◆量子阱与量子点探测器◆倒装互连技术6.4 红外焦平面探测器6.4.3 量子阱与量子点探测器量子阱与量子点探测器量子阱探测器量子阱红外探测器❖量子阱红外探测器(QWIP)是随着分子束外延技术及量子阱超晶格材料的发展，利用GaAs/GaAlAs量子阱子带间红外光电效应制备的高灵敏红外探测器；它具有InSb、HgCdTe同样的性能，可实现大面积、均匀性高，且与目前的GaAs工艺兼容；❖通过改变量子阱宽度和势垒高度对带隙宽度进行人工剪裁，可方便地获得6～20μm光谱范围的响应，通过在GaAs势阱层内增加InGaAs材料，短波长可扩展到3μm。
通过改善量子阱能带参量可以实现光谱响应大范围调节，在2~20μm 的范围内均可工作；有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）量子阱红外探测器❖当器件正偏时，电压增大，光电信号减少；零偏时，光电信号较大；反偏时，电压增大，光电信号增大量很少，达到饱和。
故量子阱探测器具有明显的整流特性；❖能带与掺杂分布的不对称性，使得整个N型区有类似于P-N结的特性，故具有向长波延伸的条件。
❖从1987年贝尔实验室研制出第一个GaAlAs/GaAs量子阱红外探测器以来，该技术得到了迅速发展，成为三十多年来红外探测器领域研究的新热点。
❖下图为GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器子带吸收的能带示意图，量子阱导带内基态电子(或空穴)在红外辐射作用下，向高能带跃迁，并在外电场作用下做定向运动，形成与入射光强成正比的光电流。
量子阱的基本结构❖Levine等人利用该原理试制出了最初的量子阱红外探测器。
该量子阱红外探测器是采用分子束外延法交替生长GaAs阱和AlGaAs势垒50个周期构成的超晶格结构。
量子阱红外探测器量子阱探测器的基本工作模型量子阱红外探测器工作的基本模型❖束缚态－束缚态跃迁：量子阱中的两个子能带均为束缚态，在红外辐射的作用下，电子从基态被激发到第一激发态（光谱响应窄），处于受激态的电子在外加较大偏压电场的作用下，穿过薄势垒顶部产生隧道贯穿，并以热电子形式输运，形成光电流；❖束缚态－束缚态跃迁：量子阱中的两个子能带均为束缚态，在红外辐射的作用下，电子从基态被激发到第一激发态（光谱响应窄），处于受激态的电子在外加较大偏压电场的作用下，穿过薄势垒顶部产生隧道贯穿，并以热电子形式输运，形成光电流；❖束缚态－自由态跃迁：当势阱宽度进一步减小时，子能级的束缚态会在势阱中上升，形成高于势垒的自由态(或连续态)（光谱响应较宽），在红外辐射作用下，使电子直接从势阱进入自由态，在较小外加偏压作用下形成光电流；❖多量子阱跃迁：由两种不同半导体材料薄层交替生长形成多层结构（A/B/A/B…），两种跃迁方式均存在的多个量子阱探测器模型。
红外探测器的发展
红外技术发展的先导是红外探测器的发展，一个国家红外探测器的技术水平代表着其红外技术发展的水平。
最早的红外探测器是1800年英国天文学家威廉·赫歇耳发明的水银温度计，随后发明了热电偶、热电堆，1880年美国的Langley发明了测热辐射计。
最初的红外探测器主要是热电探测器，直至1917年Case研制出第一只硫化铊光电导探测器，这种探测器比热电探测器灵敏度高，响应也快。
第二次世界大战，人们认识到了红外技术在军事应用中的巨大潜力，开始对红外技术极为重视，寻找新的材料和制作方法。
19世纪40年代初，以PbS为代表的光电型红外探测器问世，随后又出现了硒化铅、碲化铅探测器。
二次大战后，半导体技术的发展推动了红外探测技术的发展，先后出现了InSb、HgCdTe、掺杂Si、PtSi。
InSb的灵敏度较高，但是带隙只有0.22eV，所以只能探测低于5.6μm。
PtSi由于它的高均匀性和可生产性，可以做成大的焦平面阵列,但是其截至波长为5.7μm，也只能用于中短波范围，而且量子效率很低。
同时InSb和PtSi都没有波长可调性和多色探测能力。
掺杂Si有很宽的光谱带宽，但是也不具备波长可调性，而且必须工作在很低的温度。
1959年Lawso研制出碲镉汞（HgxCd1-xTe）的长波长红外探测器，这是红外技术史上的一次重要进展。
它是目前性能最好，也是最广泛应用的II－VI 族红外探测器。
它是利用带间吸收，因此具有极高的探测率和量子效率。
通过调节Hg的组分x可以实现带隙从0-0.8eV的连续可调。
因此它所能探测的波长范围覆盖了中波红外（3-5μm）和长波红外（8-14μm）两个波段。
而利用MBE生长的III－V族材料体系制成的量子阱材料正好可以弥补碲镉汞方面的不足，III－V族材料生长、器件制作工艺成熟，适于制作大面阵探测器。
同时III－V族材料组分容易控制和调节，通过调节化合物的组分，可以比较容易的改变量子阱的阱宽、垒高等参数，进而可以调节探测波长。
16红外焦平面器件
四、红外焦平面器件红外焦平面器件（IRFPA）就是将CCD、CMOS技术引入红外波段所形成的新一代红外探测器，是现代红外成像系统的关键器件。
IRFPA建立在材料、探测器阵列、微电子、互连、封装等多项技术基础之上。
1.IRFPA的工作条件IRFPA通常工作于1〜3p m、3〜5p m和8〜12p m的红外波段并多数探测300K背景中的目标。
典型的红外成像条件是在300K背景中探测温度变化为0.1K的目标。
用普朗克定律计算的各个红外波段300K背景的光谱辐射光子密度：随波长的变长，背景辐射的光子密度增加。
通常光子密度高于1013/cm2s的背景称为高背景条件，因此3〜5p m或8〜12p m波段的室温背景为高背景条件。
上表同时列出了各个波段的辐射对比度，其定义为：背景温度变化1K所引起光子通量变化与整个光子通量的比值。
它随波长增长而减小。
IRFPA工作条件：高背景、低对比度。
2.IRFPA的分类按照结构可分为单片式和混合式按照光学系统扫描方式可分为扫描型和凝视型按照读出电路可分为CCD、MOSFET和CID等类型按照制冷方式可分为制冷型和非制冷型按照响应波段与材料可分为1〜3p m波段（代表材料HgCdTe—碲镉汞）3〜5p m波段（代表材料HgCdTe、InSb—锑化铟和PtSi—硅化铂）8〜12p m波段（代表材料HgCdTe）。
3.IRFPA的结构IRFPA由红外光敏部分和信号处理部分组成。
红外光敏部分——材料的红外光谱响应信号处理部分——有利于电荷的存储与转移目前没有能同时很好地满足二者要求的材料——IRFPA结构多样性（1）单片式IRFPA单片式IRFPA主要有三种类型：非本征硅单片式IRFPA主要缺点是：要求制冷，工作于8〜14p m的器件要制冷到15〜30K,工作于3〜5p m波段的器件要制冷到40〜65K；量子效率低，通常为5%〜30%；由于掺杂浓度的不均匀，使器件的响应度均匀性较差。
红外探测器
红外探测器1 红外探测器应用发展红外探测器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，红外探测器在红外系统中起着至关重要的作用。
简述国内外红外探测器部分最新的研究成果和动态，关于红外成像技术发展，讨论红红外探测器应用中的一些新技术、发展重点和难点，对以后一段时期内的红外探测器发展及其市场前景进行展望。
2 红外探测器应用背景红外探测器具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点，在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用。
在军事上，包括对军事目标的搜索、观瞄、侦察、探测、识别与跟踪；对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪；红外探测器的精确制导；武器平台的驾驶、导航；探测隐身武器系统，进行光电对抗等。
在民用领域，在工业、遥感、医学、消费电子、测试计量和科学研究等许多方面也得到广泛应用。
目前国外红外成像器件已发展到了智能灵巧型的第四代，在光电材料、生产工艺及系统应用等方面都取得了丰硕的成果，但是国内红外相关技术研究与生产起步较晚，并且受工业基础制约，发展远滞后于国外，而市场需求却持续强劲，无论在军用还是民用领域都有巨大的发展空间。
3 红外探测器现状分析从第一代红外探测器至今已有40余年历史，按照其特点可分为四代：第一代（1970s-80s）主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s-2000s）是以4×288为代表的扫描型焦平面；第三代是凝视型焦平面；目前正在发展的可称为第四代，以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型系统级芯片为主要特点，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段融合探测与识别能力。
在红外探测器发展过程中，新材料、新工艺、新器件、新方法不断涌现，按工作环境可分为致冷型和非致冷型两大类。
3.1 高性能致冷型红外探测器此类器件需要在低温下（77K）工作，相比非致冷器件成像质量优异、探测灵敏度高，通常又可分为传统型和量子阱焦平面探测器。
红外探测Ⅱ类超晶格技术概述(一)
第５１卷 第４期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．４ ２０２１年４月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＡｐｒｉｌ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０４ ０４０４ １１·综述与评论·红外探测ＩＩ类超晶格技术概述（一）尚林涛，王 静，邢伟荣，刘 铭，申 晨，周 朋（华北光电技术研究所，北京１０００１５）摘 要：本文简单归纳总结了红外探测ＩＩ类超晶格材料的发展历史、基本理论、相比ＭＣＴ材料的优势和材料的基本结构。
通过设计６１?系超晶格材料适当的层厚和不同层间应力匹配的界面可以构筑灵活合理的能带结构，打开设计各种符合器件性能要求的新材料结构的可能性（如各种同质结ｐ ｉ ｎ结构，双异质结ＤＨ、异质结Ｗ、Ｍ、Ｎ、ＢＩＲＤ、ＣＢＩＲＤ、ｐ π Ｍ Ｎ、ｐＢｉＢｎ、ｎＢｎ、ＸＢｐ、ｐＭｐ等结构），还可以在一个焦平面阵列（ＦＰＡ）像元上集成吸收层堆栈实现集成多色／多带探测。
Ｔ２ＳＬ探测器可以满足实现大面阵、高温工作、高性能、多带／多色探测的第三代红外探测器需求，尤其在长波红外（ＬＷＩＲ）和甚长波红外（ＶＬＷＩＲ）及双色／多带探测上可以替代ＭＣＴ。
关键词：ＩＩ类超晶格；Ｔｙｐｅ ＩＩ；Ｔ２ＳＬ；ＳＬＳ；材料结构中图分类号：ＴＮ２１５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０４．００２Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｙｐｅ ＩＩｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｉ）ＳＨＡＮＧＬｉｎ ｔａｏ，ＷＡＮＧＪｉｎｇ，ＸＩＮＧＷｅｉ ｒｏｎｇ，ＬＩＵＭｉｎｇ，ＳＨＥＮＣｈｅｎ，ＺＨＯＵＰｅｎｇ（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙ，ｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒＭＣＴｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃ ｔｉｏｎｔｙｐｅ ＩＩｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎ６ １?ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｙｓｔｅｍｏｆａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｍａｔｃｈｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｔｒｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｌａｙｅｒｓｃａｎｂｕｉｌｄｆｌｅｘｉｂｌｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｂａｎｄｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅ，ｏｐｅｎｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｈａｔｃｏｎｆｏｒｍｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ（ｓｕｃｈａｓａｖａｒｉｅｔｙｏｆｈｏｍｏｊｕｎｃｔｉｏｎｐ ｉ ｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｏｕｂｌｅｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎＤＨ，ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎＷ，Ｍ，Ｎ，ＢＩＲＤ，ＣＢＩＲＤ，ｐ π Ｍ Ｎ，ｐＢｉＢｎ，ｎＢｎ，ＸＢｐ，ｐＭｐ，ｅｔｃ），ａｌｓｏｃａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｍｕｌｔｉｌａｙｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｌａｙｅｒｓｔａｃｋｏｎｏｎｅｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙ（ＦＰＡ）ｐｉｘｅｌｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ／ｍｕｌｔｉｂａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔ２ＳＬｄｅｔｅｃｔｏｒｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｗｉｔｈｌａｒｇｅａｒｒａｙ，ｈｉｇｈｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｍｕｌｔｉｂａｎｄ／ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｃａｎｒｅｐｌａｃｅＭＣＴｉｎｔｈｅｌｏｎｇｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ（ＬＷＩＲ），ｔｈｅｖｅｒｙｌｏｎｇｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ（ＶＬＷＩＲ）ａｎｄｔｈｅｔｗｏ ｃｏｌｏｒ／ｍｕｌｔｉ ｂａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｌａｓｓＩＩｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ；ｔｙｐｅ ＩＩ；Ｔ２ＳＬ；ＳＬＳ；ｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ作者简介：尚林涛（１９８５－），男，硕士，工程师，研究方向为红外探测器材料分子束外延技术研究。
用于空间和地球科学研究的大规格窄波段、多波段和宽波段长波红外量子阱光电探测器焦平面
文 章编 号 ｔ １７—７５２０）５ ０３０ ６２８８ （ ６０— ４－４ ０ ０
用 于 空 间 和 地 球 科 学 研 究 的 大 规 格 窄
波 段 、多 波 段 和 宽 波 段 长 波 红 外 量 子 阱 光 电探 测 器 焦 平 面
ＩＦ Ａ Ｅ （ Ｏ Ｔ Ｌ ）／ＶＯ ．７ ＮＯ５ Ｎ Ｒ ＲＤ Ｍ Ｎ ＨＹ Ｌ２ ， ．，ＭＡ ０ ６ Ｙ２ ０
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堆 积 在 一 起 会 增 加 光 子 吸 收 。通 过 在 Ｇａ 个 束 缚 至准 束 缚 长 波红 外 量 子 阱 光 电
探 测 器试 验 结构 在 温度 Ｔ ７ 时 的 响应 光谱 ＝７Ｋ
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实验 室的工 作于 ４ ｍ 一１＃ 谱 区的 ６０ ５ ２ ＃ ６ｍ ４ ｘ １ 元
窄波 段 、四波 段 和宽 波段 量 子 阱红 外光 电探 测
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规 格 的焦平 面 列 阵适合 多种 应用 ，其 中包 括气
体分子 的现 场测量和遥感 、 成像 、 热 全球大气 温 度 分布监测 、 的特 性测量 、 云 天文 学以及导 弹 的 跟踪和 识别 ．
在 实 验 过 程 中 ，有 关 人 员 利 用 公 式 ｇ ＝
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ｎ ＝ ５× １ ０＂ ａ ＿ 。， ｍ
CMOS摄像器件和红外焦平面器件课件
有源像素结构APS（Active Pixel Structure )
光电二极管型有源像素（PP－APS）1994，哥伦比亚大学
在像元内引入缓冲器或放大器， 可改善像元性能，称为有源像素传 感器。功耗小，量子效率高。每个 像元有3个晶体管。大多数中低性 能的应用 。
光栅型有源像素结构（GP－APS）
辐射对比度——背景温度变化1K所引起光子通量变 化与整个光子通量的比值，它随波长增长而减小。
IRFPA工作条件：高背景、低对比度
2 、IRFPA的分类
按照结构可分为单片式和混合式 按照光学系统扫描方式可分为扫描型和凝视型 按照读出电路可分为CCD、MOSFET和CID等类型 按照制冷方式可分为制冷型和非制冷型 按照响应波段与材料可分为
1. 1~3μm波段 代表材料HgCdTe—碲镉汞 2. 3~5μm波段 代表材料HgCdTe、InSb—锑化铟、
PtSi—硅化铂
3. 8~12μm 波段 代表材料HgCdTe
表：一些典型的各波段探测器。
波段（波长） 近红外（0.7~1.1μm）
工作在该波段的典型红外光 子探测器
硅光电二极管 （Si）
主要有三种类型
非本征硅（P型）单片式IRFPA， 缺点：需制冷、响应度均匀性差。
本征单片式IRFPA ， 缺点：转移效率低、响应均匀性差，存储容量 较小。
肖特基势垒单片式IRFPA， 响应均匀性好，但量子效率较低。
混合式IRFPA
探测器阵列采用窄禁带本征半导体材料制成， 电荷转移部分用硅材料。如何建立联系？
1、CMOS像素结构
无源像素型（PPS）和有源像素型（APS）
无源像素结构，1967，Weckler
由一反向偏置光 敏二极管和一个开关 管构成，开关管开启， 二极管与垂直列线连 通，信号电荷 读出。
量子阱红外探测器调研报告
量子阱红外探测器调研报告一、引言红外探测器在军事、民用等众多领域都有着广泛的应用，而量子阱红外探测器作为一种新型的红外探测器，因其独特的性能和优势，近年来受到了越来越多的关注。
二、量子阱红外探测器的工作原理量子阱红外探测器是基于量子阱结构的光电转换器件。
量子阱是一种在半导体材料中通过控制材料的生长和掺杂形成的特殊结构，其能态是量子化的。
当红外光照射到量子阱红外探测器上时，光子的能量被吸收，使得量子阱中的电子从基态跃迁到激发态。
通过外加电场，这些被激发的电子形成电流，从而实现对红外光的探测。
三、量子阱红外探测器的特点1、高灵敏度由于量子阱结构的特殊性质，使得量子阱红外探测器对红外辐射的吸收效率较高，从而具有较高的灵敏度。
2、宽光谱响应可以通过调整量子阱的结构和参数，实现对不同波长红外光的响应，具有较宽的光谱响应范围。
3、高速响应其响应速度较快，能够快速检测到红外信号的变化。
4、低功耗在工作时功耗相对较低，有利于设备的长时间运行和节能。
5、可集成性好可以与其他半导体器件集成在同一芯片上，便于实现系统的小型化和多功能化。
四、量子阱红外探测器的应用领域1、军事领域在军事侦察、导弹预警、目标跟踪等方面发挥着重要作用。
能够在夜间和恶劣天气条件下，探测到敌方的军事目标和活动。
2、航空航天用于卫星遥感、航天器的热控和姿态控制等。
3、安防监控在安防监控系统中，对人员和物体的监测和识别。
4、工业检测检测工业设备的温度分布、故障诊断等。
5、医疗领域例如在医学成像、疾病诊断等方面具有潜在的应用价值。
五、量子阱红外探测器的发展现状目前，量子阱红外探测器的研究和开发取得了显著的进展。
在材料生长、器件结构设计和制备工艺等方面不断创新和优化。
国际上，一些发达国家在量子阱红外探测器的研究方面处于领先地位，已经推出了一系列高性能的产品。
我国在这一领域也取得了一定的成果，但与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。
六、量子阱红外探测器面临的挑战1、材料生长的质量控制高质量的半导体材料生长是制备高性能量子阱红外探测器的关键，但在实际生长过程中，要实现材料的均匀性和一致性仍然存在一定的难度。
长波红外探测器制备技术及应用研究
长波红外探测器制备技术及应用研究随着科技的不断发展，红外技术已经渗透到了我们的日常生活中，无论是在夜视设备、测温仪器还是监控器等方面，均有着广泛的应用。
其中，长波红外探测器在军事、医疗、工业等领域中发挥了巨大的作用，成为当前研究的热点。
本文将针对长波红外探测器的制备技术及应用研究进行深入的探讨。
一、长波红外探测器的原理长波红外探测器是一种能够实现长波红外辐射探测的仪器。
红外辐射是物体在温度高低不同的情况下发射的电磁波。
长波红外辐射波长在8至14微米之间，在这一波段内的物体均可辐射出红外辐射，因此长波红外探测器的应用范围非常广泛。
长波红外探测器的工作原理主要是利用其内部的感光材料对长波红外辐射进行响应并输出信号，从而实现红外图像的采集和显示。
具体来说，探测器内部包含一个光敏传感器，其可输出电信号，当长波红外辐射进入探测器时，部分辐射能会被散射或被吸收，但剩余的辐射能则被感光传感器吸收，从而产生对应的电信号。
探测器将产生的电信号经过放大、过滤和调制等处理后，可输出成为红外图像。
二、长波红外探测器的制备技术1.探测材料选择长波红外探测器的制备技术中，探测材料的选择是非常重要的一步。
目前，常用的探测材料包括铂金属铂锑、铟铊铅、硒化铉等。
其中，硒化铉具有较高的偏压效率和信噪比，因此被广泛应用。
2.制备技术长波红外探测器的制备技术主要包括化学气相沉积法、分子束外延法、离子束外延法等。
其中，离子束外延法是目前最先进的制备技术，其制备探测器具有优异的性能，如响应速度快、噪声低等。
3.制备工艺优化为了进一步提高长波红外探测器的性能，可以对其制备工艺进行优化。
如采用多重量子阱技术、量子点技术、表面衍射光栅技术等，都可以有效地提高探测器的响应度、噪声等性能指标。
三、长波红外探测器的应用研究长波红外探测器在军事、医疗、工业等领域中有着广泛的应用。
1.军事领域长波红外探测器可用于实现军事目标的探测与跟踪。
具体应用包括导弹制导、夜视和侦查、无人机控制等领域。
红外遥感技术的军事应用
２００６年第５期28TECHNOLOGY F OUNDA TION O F N A TIONAL D EFENCE国防技术基础 红外遥感技术的军事应用冯雪艳 摘要：红外遥感是一种通过探测目标的红外辐射能量获取目标有关信息的遥感手段，它具有不受暗夜限制和穿透云雾的优点。
本文主要介绍了红外遥感在军事领域的应用，其主要包括３个方面，即机载红外成像、星载红外成像和星载导弹预警。
红外遥感是继可见光遥感之后发展起来的又一种光学遥感手段，它可以通过探测目标的红外辐射能量获取目标的有关信息，具有不受暗夜限制和穿透云雾的优点。
随着红外探测技术的不断进步，红外遥感能力不断增强，红外遥感已经广泛应用于军事领域和地球勘探、天气预报、森林火灾监视等民用领域。
红外遥感在军事领域的应用主要集中在３个方面，即机载红外成像、星载红外成像和星载导弹预警，这也是本文所要介绍的内容。
一、军事应用１．机载红外成像伊拉克战争的经验证明，从空中昼夜获取战场的情报信息，对获取战场的主动权及至最后夺取战争的胜利极为重要。
采用机载成像技术直接从空中获取地面信息，对地面目标进行侦察监视方法的应用已有几十年时间。
美国军方一直强烈地依赖于这一手段获取情报，其Ｕ－２、Ｐ－３和“食肉者”侦察机就是这种应用的典型实例。
Ｕ－２飞机上装有高分辨率的摄像系统，可获得地面目标的高分辨率清晰图像，其侦察范围沿飞行航线纵深可达数十公里的大面积地区，为指挥机关和作战部队提供了极为直观的准确情报。
美、英、法等国军队一直非常重视发展这种先进的战术机载成像侦察监视系统，从越南战争到波斯湾战争，仅美国海军就有５００多架ＲＦ－４侦察机，迄今为止仍有１００多架ＲＦ－４鬼怪式侦察机在世界各地服役。
特别是在最近几年美军发动的几场战争中，如科索沃、阿富汗和伊拉克战争，美军的机载战术侦察技术发挥得淋漓尽致，在夺取战争的主动权方面起到了至关重要的作用。
美军已成功研制出机载战术双波段监视侦察系统，其优点是能在存在杂乱回波的情况下识别和分辨出目标。
红外成像制导技术发展现状与展望_罗海波
收稿日期：2008-10-08；修订日期：2008-12-05作者简介：罗海波(1967-)，男，江西吉安人，研究员，主要从事成像制导、图像处理与模式识别、并行信号处理器体系结构等方面的工作。
Email ：luohb@第38卷第4期红外与激光工程2009年8月Vol.38No.4Infrared and Laser EngineeringAug.2009红外成像制导技术发展现状与展望罗海波1,2，史泽林1(1.中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；2.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：随着信号处理、半导体技术的飞速发展，近几年红外成像制导技术取得了长足的进展。
为了对该领域相关技术进行总结，为未来的研究工作提供参考，首先介绍了红外成像制导技术的概念，分析了红外光学系统、红外焦平面探测器以及图像处理等红外成像制导中的关键技术的发展现状。
参考国内外红外成像制导领域的发展趋势，结合作者多年从事可见光、红外成像制导技术研究积累的经验以及对该领域关键技术的理解，预测了未来红外成像制导技术的发展方向。
关键词：红外成像制导；红外光学系统；宽频头罩；多面锥/窗口头罩；红外焦平面探测器中图分类号：TN21文献标识码：A文章编号：1007-2276(2009)04-0565-09Status and prospect of infrared imaging guidance technologyLUO Hai 蛳bo 1,2,SHI Ze 蛳lin 1（1.Shenyang Institute of Automation,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China;2.Graduate School,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China ）Abstract:With the development of signal processing and semiconductor technology,the infrared imaging guidance technology has made considerable progress recently.In order to make a summary of the relevant technologies in this field and provide the reference for the future research,the concept of the infrared imaging guidance technology was introduced and the status of the key technology of the infrared imaging guidance was analyzed,including the infrared optical system,the infrared focal plane array (IRFPA)detector,and the image processing technology.Based on the development trends of infrared imaging guidance technology at home and abroad ,combining the author ′s engineering experiences for imaging guidance technology research in visible and infrared wave band for many years and the understanding of the key technologies in this field,the future development trend of the infrared imaging guidance technology was predicted.Key words:Infrared imaging guidance;Infrared optical system;Multi 蛳spectral dome;Faceted/window dome;Infrared focal plane detector0引言自海湾战争以来，精确制导武器在军事打击行动中的使用量越来越大，而且在未来战争中还有逐渐增大的趋势。
适合长波应用的Si／SiGe多量子阱集成波导光电探测器
适合长波应用的Si／SiGe多量子阱集成波导光电探测器Kesan,VP;顾聚兴
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】1993(000)009
【总页数】6页(P7-12)
【作者】Kesan,VP;顾聚兴
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN256
【相关文献】
1.氧化SiGe/Si多量子阱制备Si基SiGe弛豫衬底 [J], 方春玉;蔡坤煌
2.新型Si基长波红外探测器SiGe／Si异质结内光电发射探测器 [J], Lin,TL;陆玮
3.UHV-CVD生长的SiGe多量子阱在热光电池领域的应用 [J], 孙伟峰;叶志镇;朱丽萍;赵炳辉
4.GeSi/Si多量子阱红外探测器波导结构的理论计算 [J], 朱育清;杨沁清;王启明
5.快速退火对SiGe/Si多量子阱p-i-n光电二极管的影响(英文) [J], 李成;杨沁清;王红杰;王玉田;余金中;王启明
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紧凑型大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计
紧凑型大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计顾宪松【摘要】针对致冷型中波红外640×512凝视型焦平面探测器,设计了一个30×连续变焦光学系统.介绍了由无后固定组的变焦物镜组和中继透镜组组成的连续变焦系统的设计思路,不仅给出了系统在短焦、中焦、长焦3个位置的像质情况,还分析了反映全焦距范围内像质的离焦量和畸变.实验结果表明:该系统工作波段3.7μm～4.8 μm,可以实现18 mm～540 mm连续变焦,全焦距范围内的离焦量都在焦深以内,长焦段最大畸变接近于0,短焦段最大畸变小于3％.该系统具有大变倍比、结构紧凑、变焦轨迹平滑、变焦行程短等优点,可用于红外光电探测和跟踪系统.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P33-38)【关键词】光学设计;中波红外;连续变焦系统;大变倍比【作者】顾宪松【作者单位】北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TN216引言红外变焦成像系统分为连续变焦和定档变焦两种。
由于定档变焦两个视场间的倍率大于4倍时观瞄切换容易丢失目标，而连续变焦则不会丢失目标[1-3]。
因此，目前的大变倍比红外光学系统大多采用连续变焦的形式。
国外，Yoram[4]等人利用三组元变焦原理、三次成像结构设计了一款30倍连续变焦光学系统。
国内江伦[7]等也设计了一款高变倍比红外镜头。
这两款的特点是采用多组元变焦系统结构以缩短单组行程。
许照东[5]等设计了一款针对GMT 640×512元，面元间隔15 μm，F数3，焦距14 mm～280 mm的中波红外连续变倍光学系统。
周昊[6]等人也设计了一款25倍的中波红外连续变焦系统。
这两款的特点是，进行合理的结构选型的同时设置较小的长焦焦距[5-6]以减小动组行程，使用2片反射镜折转光路[5-6,8]，优化系统尺寸。
作者针对目前国内已有大变倍比红外连续变焦系统多需要折转光路以压缩长度，结构形式较复杂的情况，设计了一个可应用于致冷型中波红外640×512凝视型焦平面探测器，具有恒定F数的30倍连续变焦光学系统。
红外探测器简介
红外探测器设计研发部-平一、红外探测器市场以及应用领域红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。
其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟；远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。
近红外，由于其包含氢氧键、碳氢键、碳氧键等功能键的特征吸收线。
大气中的水气、二氧化碳、大气辉光等也集中在这个波段。
特有的光谱特性使得短波红外探测器可以在全球气候监测、国土资源监测、天文观测、空间遥感和国防等领域发挥重大作用。
红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。
随着红外探测技术的飞速发展，红外探测器在军事、民用等诸多领域都有着日益广泛的应用。
作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位更加重要。
小型红外探测器是受价格驱动的商品市场，而中型和大型阵列探测器则是受成本和性能驱动的市场，并且为新产品提供了差异化的空间。
但是在每种红外探测器技术（如热电/热电偶/微测辐射热计）之间存在着巨大的障碍。
由于这些技术都是基于不同的制造工艺，如果没有企业合并或收购，很难从一种技术转换到另外一种技术。
红外探测器已进入居民日常安防中，其中主动式红外探测器遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双收，最大限度地降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。
据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163. 5亿美元，复合年均增长率为7. 71%。
红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。
国外舰载光电探测系统的发展
国外舰载光电探测系统的发展光电探测系统是利用目标和背景反射或辐射的光信号差异，来探测、识别、跟踪和瞄准目标的军用侦察设备或系统，它与电子、雷达、声磁等侦察装备相互辅助，互为补充，共同组成一个完整的侦察探测体系，为指挥员和作战人员提供快速、准确和全面的战场空间态势感知，以便有针对性地采取恰当的进攻或防御措施。
舰载光电探测系统指用于军舰的光电探测系统，一般包括激光测距仪、微光夜视仪、热成像仪、电视摄像机以及光电跟踪仪等，这些设备具有体积小、重量轻、隐蔽性好、测距与跟踪精度高等特点。
一、概述现代战争中，水面作战舰艇面临各种不对称威胁和反舰导弹威胁，从而推动了舰载光电探测设备的发展。
1．性能特征舰载光电探测系统大多属无源传感器，最大的优点是没有辐射，因而不会暴露军舰行踪；其次，舰载光电探测系统不占电磁频谱，这一优点在危机管理行动中特别重要。
此外，在特定情形下，用火控雷达照射对方目标会被视为宣战行为，而用光电探测系统代替雷达工作可以避免局势激化。
作为成像传感器，舰载光电探测系统也具有一系列优点，首先是成像分辨率高，可提供其他侦察装备无法比拟的目标清晰图像，便于目标观测和识别；其次是可更容易地区分民用目标和威胁性目标，相关的图像还可用作法庭判案证据，在国际维和行动中是一种非常有用的工具。
与雷达系统相比，舰载光电探测系统还具有精度高、分辨率高、抗干扰能力强和刷新速率快等性能优势。
在低仰角范围，光电探测系统不受镜像效应或波束控制的影响，对低速移动目标的探测能力和在杂波严重的条件下对目标探测的能力都优于雷达系统，并可探测到隐身反舰导弹。
2．主要用途①观测与识别通过放大、增加红外光谱和提高灵敏度，舰载光电探测系统可扩展人眼视力范围；采用稳定平台和自动转向功能，可探测移动目标，缩短反应时间；与其他舰载系统相结合可实现火控和监视功能。
②防空作战北约20世纪80年代发布的《防空战研究》报告认为，防空不完全依靠雷达，红外传感器可提高对导弹的探测和预警能力，特别是在对付高速飞行、雷达截面积小的目标时，或当雷达因干扰或雷达波传播条件不佳时，红外探测系统的作用更加突出。
制冷型及非制冷型红外探测器性能对比、应用领域分析
1 用于军事和科研领域的制冷型红外探测器发展情况适用于制冷型红外单色探测器的主流材料是InSb和碲镉汞。
InSb中波红外探测器技术相对成熟，比较容易做成低成本、大面积、均匀性好、高性能的探测器阵列。
但它也存在如工作温度不能提高等一些缺点。
适用于多波长探测的低温红外探测器的材料一般有三种，包括碲镉汞（HgCdTe）、量子阱（QWIPs）和Ⅱ类超晶格。
表6：制冷型红外探测器敏感材料对比敏感材料技术特点锑化铟技术成熟，成本较低，只能用于单色制冷红外探测器，军民大量应用，尤其以红外空空导弹为多。
碲镉汞通过改变镉的组份，可以精确的控制碲镉汞材料的禁带宽度，覆盖短波、中波和长波红外。
但是由于微小的组分偏差就会引起很大的带隙变化，其材料的稳定性、抗辐射特性和均匀性都相对较差，所以成品率较低，成本非常高。
量子阱生长技术成熟，并且生长面型均匀，受控性好；价格低廉、产量大、热稳定性高。
但其结构特殊性使得正入射光无法很好地被探测器吸收，致使量子阱探测器的量子效率并不理想。
Ⅱ类超晶格拥有较高的探测灵敏度，几乎可以与碲镉汞相媲美。
隧穿电流和暗电流均较小，对工作温度的要求相对宽松。
提高性能、缩小体积和降低成本是目前碲镉汞探测器的三大研究方向。
国内研究碲镉汞红外探测器的单位主要包括昆明物理研究所、高德红外。
昆明物理所从2006年就开始着手碲镉汞中波红外探测器的研发工作，并于2010年实现了量产。
2015年，昆明物理研究所量产的640×512中波红外探测器实现了在温度为110K，NETD为19.7mK，有效像元率为99.33%的技术指标，标志着我国中波探测器性能指标基本达到同一时期发达国家的技术水平。
据高德红外子公司高芯科技官网显示，该公司研制了国内最新款制冷型碲镉汞中波红外探测器CB12M MWIR，其面阵规格为1280×1024，像元尺寸为12μm，NETD小于20Mk（F2/F4）。
技术指标达到国内外顶尖水平。
量子阱的红外探测器研究与应用
量子阱红外探测器的研究与应用!连洁"#王青圃"#程兴奎$#魏爱俭"%"&山东大学光电系#山东济南$’("(()$&山东大学物理系#山东济南$’("((*摘要+讨论了量子阱红外探测器的量子阱结构以及光耦合模式的研究状况#简要介绍了该探测器在国防,工业,消防和医疗方面的应用-关键词+红外探测器)量子阱)光耦合)应用中图分类号+./$01文献标识码+2文章编号+"((’3((45%$(($*"(3"(6$3(’7898:;<=>?=8@@A:78@8B=9CB:DE F F G A9B;A>:>:H I B:;I J K8G G L:M=B=8D<C>;>D8;89;>=@N O2/P Q R"#S2/T U Q V W3X Y"#Z[\/T]Q V W3^Y Q$#S\O2Q3_Q‘V"%"&a R X‘b c d R V ce fg X c e R h R i c b e V Q i j#k l‘V m e V W n V Q o R b j Q c p#P Q V‘V$’("((#Z l Q V‘)$&a R X‘b c d R V ce fq l p j Q i j#k l‘V m e V Wn V Q o R b j Q c p#P Q V‘V$’("((#Z l Q V‘*E r@;=B9;+2s Y‘V c Y d t R h h j c b Y i c Y b R j‘V m e X c Q i‘h i e Y X h Q V W j p j c R d j e f s Y‘c Y d t R h h Q V f b‘b R m X l e c e m R c R i c e b%U SO q*‘b Rm Q j i Y j j R mQ Vm R c‘Q h&.l R‘X X h Q i‘c Q e V j‘b Ru b Q R f h pQ V c b e m Y i R mQ Vm R f R V j R#Q V m Y j c b p#d R m Q i Q V R‘V mf Q b R f Q W l c Q V W&v8wx>=D@+O V f b‘b R mX l e c e m R c R i c e b)U Y‘V c Y d t R h h)g X c Q i‘h i e Y X h Q V W)2X X h Q i‘c Q e Vy引言量子阱红外探测器%U SO q*是$(世纪6(年代发展起来的高新技术-与其它红外技术相比#U SO q 具有响应速度快,探测率与[W Z m.R探测器相近和探测波长可通过量子阱参数的调整加以控制等优点-而且#利用z{\和zg Z|a等先进工艺可生长出高品质,大面积和均匀的量子阱材料#容易做出大面积的探测器阵列-由于有这样多的优点#量子阱光探测器#特别是红外探测器的研究引起人们广泛的重视#在长波应用方面得到迅速发展}"#$~-U SO q是利用掺杂量子阱的导带中形成的子带间跃迁#并将从基态激发到第一激发态的电子通过电场作用形成光电流这一物理过程#实现对红外辐射的探测-根据探测波段的不同可分为短波红外探测器#以O V q衬底上生长的O V T‘2j!O V2h2jU SO q为代表)中,长波红外探测器以2h T‘2j!T‘2jU SO q为代表#是目前研究最多的-根据掺杂材料的不同又可分为V型掺杂U SO q%载流子为电子*)q型掺杂U SO q%载流子为空穴*-在量子阱结构设计中#通过调节阱宽,垒宽以及2h T‘2j中2h组分含量等参数#使量子阱子带输运的激发态被设计在阱内%束缚态*,阱外%连续态*或者在势垒的边缘或者稍低于势垒顶%准束缚态*#以便满足不同的探测需要#获得最优化的探测灵敏度-因此#量子阱结构设计又称为"能带工程#}$#0~是U SO q最关键的一步-另外#由于探测器只吸收辐射垂直与阱层面的分量#因此光耦合也是U SO q的重要组成部分-本文分别对不同量子阱结构和不同光耦合方式的U SO q的研究状况进行分析#并简述了其应用-%不同量子阱的H KL<%&y:型掺杂束缚态到束缚态跃迁探测器%&’&H KL<*}(~世界上第"台U SO q由贝尔实验室的N R o Q V R等于"641年研制成功#它就属于{3{U SO q#量子结构如图"所示-基态\(位于阱内是束缚态#第一激发态光电子)激光第"$卷第"(期$(($年"(月P e Y b V‘h e f g X c e R h R i c b e V Q i j)N‘j R b|e h&"$/e&"(g i c&$(($!收稿日期+$(($3($3(5修订日期+$(($3(53(1*基金项目+国家自然科学基金资助项目%56615("5*)山东省自然科学基金资助项目%+64T"""(1*!"也是束缚态#该探测器吸收红外辐射$位于!%的电子光激发后跃迁到!"$隧穿出量子阱$在偏置电场作用下$形成光电流#该探测器的吸收光谱峰值位于"%&’()$峰值波长响应率*+,%&-./01#这些性能参数是由其结构参数决定的2量子阱区包含-%周期的阱层34/5和垒层/6%&.-34%&7-/5$阱宽8&-9)$垒宽:&-9);量子阱区夹在上下两34/5电极层之间$上电极层厚%&-()$下电极层厚"();阱中的掺杂浓度<=,"&>?"%"’@)A B $上下电极层掺杂浓度<=,>?"%"’@)A B#改变"个或几个参数$就会引起量子结构的变化$从而使探测器的性能发生变化#后来$C D E F等对这个量子结构进行改进$适当地增加势垒的厚度和高度$导致引起暗电流的基态电子隧穿数目减少#G H GI 1J K 的探测率有了一定的提高#图L M N MO PQ R 的导带示意图$表明电子光激发与隧穿的过程S T U &L V W X Y Z [\T W X N ]^X YY T ^U _^‘a W _^]W Z X Y N \W N ]W Z X Y O PQ R $b c W d T X U\c e f c W \W e g [T \^\T W X h T X \e _b Z ]]^X Y\_^X b T \T W X i ^X Y\Z X X e j T X UW Z \W a d e j jk &k X 型掺杂的束缚态到连续态跃迁探测器h M N V O PQ Ri ":’’年6l m F 9l 等n 8o 对G H GI 1J K 的量子结构进行改造$研制出G H CI 1J K #他们通过减小阱宽$使G H GI 1J K 中的第一激发态不再是束缚态$而成为连续态$如图.所示#这种G H CI 1J K 的主要优点是光激发电子能从阱中激发到连续态上$不需要图"所示图p M N VO PQ R 的导带示意图$表明电子光激发与热电输运的过程S T U &p V W X Y Z [\T W X N ]^X Yb \_Z [\Z _e a W _^]W Z X Y N \W N [W X \T X Z Z ‘O PQ R $b c W d T X U\c e f c W \W e g [T \^\T W X^X Yc W \N e j e [\_W X\_^X b f W _\f _W [e b b e b的隧穿过程#这样$有效收集光电子所需偏置电压大大降低$暗电流也会随之大幅度减小#因为不必考虑势垒厚度对光电子收集效率的影响$势垒厚度可增加到-%9)$基态电子隧穿引起的暗电流下降"个数量级#"::%年6l m F 9l 等n 7o推出的G H CI 1J K$性能有很大改善$探测率q r 高达B ?"%"%@)s t "0.01$截止波长"%()$温度8’u #k &v X 型掺杂的束缚态到准束缚态跃迁探测器h MN w MO PQ Ri n x o提高探测率是研究探测器的科学家始终不渝的奋斗目标#探测率提高的关键是降低暗电流#所谓暗电流就是在没有辐照的情况下$探测器显示的电流#经研究发现n :o $当温度处在>-u 以上时$暗电流主要是由基态电子热激发到连续态所形成的#因此"::-年加州理工学院的3y 94+464等科学家设计了基态为束缚态$第一激发态为准束缚态的量子阱结构#通过改变阱宽z 垒宽和势垒的高度$使第一激发态位于量子阱顶部如图B 所示#由图B 看出$在G H CI 1J K 中$对热激发而言$势垒的高度比光电离能低"%{"-)l |$而在G H I GI 1J K 中$势垒高度与光电离能的高度相同#这样$在G H I GI 1J K 中暗电流降低"个数量级$探测率q r 提高了#目前3y 94+464等科学家n "%o 采用这种量子阱结构$研制出.-8?.-8及8>%>’>阵列的红外焦平面摄像机#图}M N VO PQ R 和M N O MO PQ R 的量子阱结构示意图以及两者在~,!!"下暗电流随偏置电压变化的关系曲线S T U &}w T ^U _^‘W a #Z ^X \Z ‘d e j j b \_Z [\Z _e a W _M N VO PQ R^X YM N O MO PQ $[W ‘f ^_T b W XW a Y ^_$[Z __e X \b ^b ^a Z X [\T W XW a ]T ^b %W j \^U e a W _\c e ‘^\\e ‘f e _^\Z _e ~,!!"&B :%"&第"%期连洁等2量子阱红外探测器的研究与应用通过改变垒宽!阱宽!垒高!掺杂元素及浓度等参数"已经可以使器件的峰值响应波长在#$%&’(范围内变化)**+"而且根据需要光谱响应宽度,-.-也可从*&/变化到0&/)*%+1除此之外"科学家们还设计出多色量子阱结构的2345)*6+1随着理论的发展及材料生长工艺的进步"会有更多性能优良用途广泛的2345设计出来17不同光耦合模式的89:;根据量子力学跃迁选择定则"只有电矢量垂直于多量子阱生长面的入射光<即=>?&@"才能被子带中的电子吸收"从基态跃迁到激发态"导致电导率的变化被器件探测)*0+1一般情况下"红外辐射垂直于量子阱生长面入射"需要采取一定措施<光耦合@使辐射被探测器吸收1最初的光耦合模式是边耦合"也就是在器件的一边刻蚀出倾角为0A B的斜面"如图0所示1这种耦合方式只适用于线阵列和单个器件1图C 边耦合探测器的结构示意图D E F G C H I J K L M N E I E O O P Q N R M N E S TS U M TK V F K I S P W O K VV K N K I N S R7G X 二维周期光栅探测器<Y Z 989:;@结构示意于图A 1光栅在探测器表面%个垂直方向上周期性的重复"导致探测器吸收红外辐射的%个偏振分量"通过减薄衬底或再加*层[\]^[_在量子阱区形成波导的方法"器件响应率提高%$6倍)*A +1虽然光栅耦合好于边耦合"但它也有不足之处1首先"光栅耦合依据是集合的衍射效应"光敏元台面大小对器件的量子效率及探测率等参数有较大影响"台面面积越大"其性能参数越好1若要提高器件的分辨率必须减小台面的尺寸"这样做势必影响性能参数1其次"由光栅耦合的固有特性决定"它对探测的辐射波长有选择性"这也就阻止了光栅耦合技术在宽带探测或复色探测方面的应用17G ‘随机反射耦合探测器<Y a a b 89:;@)c d +不论对大面积的焦平面阵列"还是对单个探测器来说"随机反射耦合都是一种优秀的光耦合模式1如图A 所示1在衍射出衬底前"红外光束在二维光栅耦合探测器的量子阱区中只经历了*次衍射%次反射过程"即通过%次可吸收路径"从而使光栅耦合效率不是很理想1从增加可吸收路径次数的角度出发"贝尔实验室的科学家们设计了一种新颖的光耦合模式e 随机反射耦合"结构示意如图#1图f 二维光栅探测器的结构与光路示意图"表明入射光束经二维光栅表面两次反射后逃逸D E F G f H E V K g E K hS U M 89:;W E i K O h E N JM j b kF R M N E T FG l O O N J K E T I E V K T N R M V E M N E S TK Q I M W K M U N K R N J K Q K I S T VR K U O K I N E S TU R S L N J K F R M N E T FQ P R U M IK图d 随机反射耦合光敏元的光路示意图D E F G d m J K F K S L K N R nQ J S h E T FN J K O E F J N W M N JE TN J K E T V E g E V P M O W E i K O h E N JM R M T V S L R K U O K I N S R I S P W O E T F所谓随机反射耦合就是针对不同的探测波长设计所需要的随机反射单元"通过光刻技术在顶层]^[_接触层上随机刻蚀出反射单元"形成粗糙的反射面"垂直于衬底入射的光束遇到反射单元发生大角度反射"这些角度大部分符合全反射条件"光束就这样被捕获在量子阱区域"只有在晶体反射锥形角o p<_q r o p s*.t "在]^[_中o p s*u B @内的小部分辐射逃逸1当然减薄]^[_衬底"还可使器件的响应率提高1由于光刻工艺的问题"如果光敏元台面面积较小"在其上光刻反射单元就比较困难"刻蚀出的反射单元的棱角模糊"光耦合效率较低1因此"随机反射耦合不适用于小面积的光敏元17G 7波纹耦合探测器<Y b 89:;@)c v +采用w ]32345或w x x 2345"它的光耦合效率的确比边耦合的高得多"然而"它们有各自的适y0z &*y 光电子y 激光%&&%年第*6卷用范围!在高分辨率探测器阵列中"光敏元的面积变小"这两种耦合模式就不再适用了!普林斯顿大学的科学家们提出一种新的光耦合模式#波纹耦合"并且制造出$%&’()!如图*所示"通过化学方法"在量子阱区域刻蚀出+形槽"刻蚀深度达底层,-./接触层"这样器件表面就有一些三角线组成0类似波纹1!图*就是器件的剖面图以及垂直衬底入射的光束在器件中的光路图!从图可知"波纹耦合模式利用.2,-./和空气之间能够发生全反射的原理"入射光束在量子阱区的路径几乎平行于量子阱的生长面"这有利于量子阱对辐射的吸收"提高器件的量子效率!$%&’()较之现有的光耦合模式"有许多优点"主要表现在341与光栅耦合比较"全反射与三角线的数目无关"即光耦合效率与三角线的数目没联系"而与光栅的周期有关"波形耦合更适用于面积小于567895678的光敏元:;1考虑到全反射与探测波长无关"波纹耦合不象光栅耦合那样"存在光谱带宽变窄的情况"探测波长范围可从<78=4*78!因此"对于宽带探测和复色探测来说"波纹耦合是近乎理想的光耦合模式!而且"波纹耦合与光敏元台面的大小无关:<1在波纹耦合中"近4>;的量子阱区域被化学刻蚀掉"这样器件的暗电流自然会降低:?1器件制做过程简单!如果把衬底变薄"波纹耦合的量子效率还会增加"达到边耦合的4@?5倍!图A B C D EF G 剖面图0H1以及垂直衬底入射的光束在器件中的光路图0I 1J K L @A M N O P N Q R P H S T Q P P P O S U K Q VQ W U N O B C D EF G 0H1H V XU N O Y K L N U Z H U NK V P K X O H P K V L Y O Z K [O Y 0I1\D EF G 的应用基于&’()焦平面阵列研制出的成像系统"不仅具有优良的性能"而且应用可实现低成本]小型化和高可靠性!其应用领域涉及许多方面^4_‘!41军事方面"&’()可用来精确制导]战场监视]军事目标的侦察]搜索和自动跟踪]探测地雷等"对避免人员伤亡"提高战斗力发挥巨大作用!;1工业方面"用于生系统和设备的故障检测!如电力系统"高压输电线路发生故障"检测十分困难"在直升飞机上"用量子阱红外探测器阵列制成的红外相机"可迅速]准确地查出故障位置和严重程度!同时还可用于产品的无损探伤及质量鉴定!如金属]非金属材料及其加工部件的无损探伤及质量鉴定"金属焊接部件的质量鉴定!无需解剖]取样"便可迅速查出材料或部件内部的缺陷位置]大小和严重程度!<1消防方面"视觉受限是火灾中的主要问题"不论是森林大火"还是建筑物起火"浓厚的烟雾阻挡了消防人员的视线"这时可通过红外相机"找到起火点"了解建筑物内的情况"及时采取措施"减小财产损失"保障生命安全!?1医疗方面"人身体上有病变组织的温度和正常组织的会有所不同"利用它们之间的微小差别"通过&’()可探测到病变的部位]发展情况和严重程度"辅助医务人员采取正确的治疗手段"病人得到早日康复!总之"随着材料生长工艺的提高"器件设计理论的完善"器件组装加工技术的改进"高性能]低成本]大规模0;6?_9;6?_1的&’()焦平面阵列"会在不远的将来问世!到那时"&’()的应用会有质地飞跃!参考文献3^4‘abc d e f g d @&h -g i h 8%j d 22f g k l -l d mn o p i p m d i d q i p l /^r‘@s @t u u v @w x y z @"4{{<"A |0_13}4%_6@^;‘~!,h g -n -2-"r "c f h "r ~)-l #"$%&v @{78q h i p k k;5’9;5’,-./>.2,-./(h -g i h 8j d 22f g k l -l d mn o i p m d i d q %i p lo -g m %o d 2m q -8d l -^r ‘@)***+,&-z @*v $.%,/-0$%12.$z"4{{*"||041354%5*@^<‘34567f g 8%j h ",654d g 8%(h g "$49:,a h %j d g@;d -/h l d 8d g i p k i o d :p g 2f g d -l f i f d /p k -%~f >~f 5;;&’j f i o <%/q -g ;d i o p m ^r ‘@s @/=>u %/$v $.%,/-2.z ?@&z $,0光电子?激光1"4{{{"A B 04513?<4%?<<@0f g$o f g d /d 1^?‘c (.:r f d "’9(.f %C f -g "’.:,&f g 8%n h "$%&v @.g -2D /f /p g 9g d l 8D ,-np k .2,-(g )^r ‘@s @/=>u %/$v $.%,/-2.z?@&z $,0光电子?激光1";664"A E 0{13{4*%{4{@0f g$o f %g d /d1^5‘abc d e f g d """$o p f "$,a d i o d -"$%&v @:d j 4678f g %k l -l d mm d i d q i p lh /f g 8f g i d l /h F F -g m-F /p l n i f p gf gl d /p %g -g i i h g g d 2f g 8,-.2.//h n d l 2-i i f q d /^r ‘@t u u v @w x y z @@$%%@"4{_*"G B 04’1346{;%46{?@^’‘abc d e f g d "$,a d i o d -",4-/g -f g "$%&v @4f 8o %m d i d q i f e %f i D0H I 4@694646q 84J 4>;>’,-./>.2,-./8h 2i f %?5{64第46期连洁等3量子阱红外探测器的研究与应用!"#$%"&’())*+,-./&0$12#2(33(%(4%52678-9::;-<=>?-@A B B-C D E,,C F G H I J K L E M N L E,-6O8PQR(S0$(C TU P(%V(#C U W#X$#0$C A B Y;-W0Z VX($X0%0S N 0%[)5’3#2\4"22($%D]/&U#^X!"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52X678-9::;-<=>?-@A B B-C D E E]C F‘H E a D]J K ,b D N,b.-6,8cd U"$#_#)#C7ce#2\C U c#2"X0C A B Y;-f g g g h i Y j?-g;A k B i l jm A n o k A?C D E E O C p p H D J K I b N b]-6E8cdU"$#_#)#C q r cs P#$3#2#-e V[X04X51t V0$Q0)&X 6r8-^4#3(&04e2(X X L D C D E E b K D D.-6D]8cdU"$#_#)#C A B Y;-R5$Z N’#S()($Z%V L b M uD b M v wx e V#$3N V()34#&(2#6^8-y<f g6T8-D E E M C z{p‘K D L I-6D D8c"&0%VP#$3#2#C c#2#%VU"$#_#)#C A B Y;-v"#$%"&’()) 0$12#2(3_V5%53(%(4%52X152)5’|#4\Z25"$3#__)04#N%05$X678-f j}i Y i A~<=>?o k?!h A k=j l;l">C L]]D C p z KL.O N L I L-6D L8cs P#$3#2#C cd U"$#_#)#C7q R0"C A B Y;-D]#D M/& |25#3|#$3!"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52678-9::;-<=>?-@A B B-C D E E,C{z H D E J K L I L O N L I L E-6D.8r c"$3#2#&C cTw#$Z C r Qt#[)52C A B Y;-t’5N45)52 !"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52154#)_)#$(#22#[X678-f j}i Y i A~<=>?o k?!h A k=j l;l">C L]]D C p z H.a b J K.]D N.],-6D I8Qc%(2$-T#)4")#%(3$$(2Z[R(S()X#$3%_%04#)^|X52_N %05$0$$N t[_(c0^44"&")#%05$R#[(2X#%R5’t(&N_(2#%"2(678--<=>?-&A n-@A B B-C D E O I C G G H D M J K E M]N E M.-6D b87’^$3(2X5$C RR"$3!S0X%-U2#%0$Z N45"_)(3!"#$%"&N ’())0$12#2(33(%(4%52X K t V(52[#$3e(2152&#$4(678-(-9::;-<=>?-C D E E L C{)H O J K.M]]N.M D]-6D M8U c#2"X0C PQR(S0$(C c7e(#2%5$C A B Y;-x&_25S(3_(2N 152&#$4(51!"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52X"X N0$Z2#$35&X4#%%(20$Z5_%04#)45"_)0$Z678-9::;-<=>?-@A B B-C D E E I C‘p H,J K E M]N E M L-6D O8T7T V($C q q T V50C w W T V#$Z C A B Y;-T522"Z#%(3 !"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52X6^8-y<f g6T8-D E E O C G*‘)K O L,N O.E-6D,8cd U"$#_#)#C A B Y;-^__)04#%05$X51R5$Z N’#S()($Z%V L b M u L b M!"#$%"&’())0$12#2(3_V5%53(%(4%52V#$3NV()34#&(2#6^8-y<f g6T8-D E E O C G*‘)K L E L-作者简介K连洁H D E M I#J C女C安徽人C硕士C副教授C主要从事红外物理与技术研究C发表论文L]余篇-+ME]D+光电子+激光L]]L年第D.卷量子阱红外探测器的研究与应用作者：连洁， 王青圃， 程兴奎， 魏爱俭作者单位：连洁,王青圃,魏爱俭(山东大学光电系,山东,济南,250100)， 程兴奎(山东大学物理系,山东,济南,250100)刊名：光电子·激光英文刊名：JOURNAL OF OPTOELECTRONICS·LASER年，卷(期)：2002，13(10)被引用次数：3次1.B F Levine Quantum-well infrared photodetectors 1993(08)2.S D Gunapala.J K Liu.J S Park9 μm cutoff 256×256 GaAs/AlGaAs quantum well infrared phtodetector hand-held camera 1997(01)3.ZHOU Ying-wu.GUO Heng-qun.CHENG Bu wen Measurement of the Nonlinearities of a-Si/SiO2 MQW with z-scan Method 1999(15)4.LIAN Jie.WEI Ai-jian.WANG Qing-pu Analysis on Energy Gap of AlGaInP 2001(09)5.B F Levine.K K Choi.C G Bethea New 10 μm infrared detector using intersubband absorption in resonant tunneling GaAlAs superlattices 1987(16)6.B F Levine.C G Bethea.G Hasnain High-detectivity D＝1.0×1010 cmHz1/2/W GaAs/AlGaAs multiquantum well λ＝8.3 μm infrared detector 1988(04)7.B F Levine.C G Bethea.G Hasnain High sensitivity low dark current 10 μm GaAs quantum well infrared photodetectors 1990(56)8.S D Gunapala.J S Park.G Sarusi IEEE Trans 1997(01)9.S D Gunapala.K M S V Bandara Physics of Thin Films 199510.S D Gunapala Long-wavelength 256×156 QWIP hand-held camera 199611.Sumith Bandara.Sarath Gunapala Quantum well infrared photodetectors for low backgroundapplications 200112.S V Bandara.S D Gunapala.J K Liu10-16 μm broadband quantum well infrared photodetector 1998(19)13.M Sundaram.S C Wang.M F Taylor Two-color quantum well infrared photodetector focal plane arrays 2001(42)14.F Stern Calculated Energy Levels and Optical Absorption in n-Type Si Accumulation Layers at Low Temperature 1974(16)15.J Y Anderson.L Lundqvist Grating-coupled quantum-well infrared detectors:Theory and Performance 1992(07)16.G Sarusi.B F Levine.S J Pearton Improved performance of quantum well infrared photodetectors using random scattering optical coupling 1994(08)17.C J CHEN.K K Choi.W H Chang Corrugated quantum well infrared photodetectors 199718.S D Gunapala Applications of Long-wavelength 256×256 quantum well infrared photodetector hand-held camera 19971.期刊论文孙莹.杨瑞霞.武一宾.吕晶.王风.Sun Ying.Yang Ruixia.Wu Yibin.Lü Jing.Wang FengGaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱红外探测器光谱特性的研究-半导体技术2010,35(3)采用MBE法制备了不同结构参数及不同阱中掺杂浓度的GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱红外探测器外延材料.通过对量子阱红外探测器材料特性和器件特性的实验测试及理论分析,研究了量子阱红外探测器的响应光谱特性,并通过薛定谔方程和泊松方程的求解,对掺杂对量子阱能级的影响做了研究.结果表明,由于应力导致的能带非抛物线性使得阱中能级发生了变化,从而引起吸收峰向高能方向发生了漂移,而阱中进行适度的掺杂没有对量子阱能级造成影响,光致发光谱实验结果与之吻合较好.在光电流谱的实验分析基础之上,分析了量子阱阱宽、Al组分与峰值探测波长λ_p的关系,为量子阱红外探测器的设计优化提供了参考.2.会议论文陆卫.李宁.沈学础.黄绮.周筠铭GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰与研制2001本文报道了我国对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器焦平面器件的成功研制,介绍了通过荧光光谱测量获得器件响应波长的方法.3.学位论文熊大元甚长波量子阱红外探测器的研究2007红外探测技术在信息工程应用领域中正起着愈来愈重要的作用，而红外探测器技术又在红外探测技术中居于核心地位。
红外探测新技术——量子级联探测器
见光仅为整个电磁波谱中很小的一部分。要感知可见光 之外的其他电磁波，必须借助外界手段如光电探测器来 实现。红外光，也被称为红外线，是英国
科学家赫歇尔于1800年在实验室中发现的。它是波长比 红光更长的电磁波，具有明显的热效应，使人能感觉到 而看不见。专业术语如是说——所有
温度高于绝对零度的物体，均存在红外辐射。通俗来讲 就是，目前我们能够接触到的物体都在源源不断的向外 发射红外光。所以，我们可以通过红外探
目前，中国科学院上海技术物理研究所陆卫研究团队在 国际上首次研制了量子级联探测器红外焦平面阵列，该 探测器基于GaAs/AlGaAs材料
，峰值探测波长为8.5微米，位于素)，并初步进行了红外成像实 验。 量子级联探测
器红外焦平面阵列对电烙铁的红外成像光的本质是电磁 波，人类肉眼可感知的电磁波被称为可见光，也就是众 所周知的红橙黄绿青蓝紫这七种颜色。可
的光子可以将E1能级上的电子提高至E6能级，然后输运 区的能级设计成下台阶的样式，使该电子能够定向移动。 这个爬上去又滑下来的光电过程是
不是有点似曾相识？没错，与大家都玩过的滑梯有异曲 同工之妙！这种多个量子能级联合组成的体系就称为 “量子级联”。此时有人或许要问，能级不
是被限制在两个“墙”之间的吗？那么电子又怎么能够 “穿墙而过”的呢？这里又牵涉到量子力学中的一个有 趣的概念：量子隧穿效应。用量子力学的
外探测器大多是基于光电效应而设计的，十分类似于可 见光波段的CCD或者CMOS探测器，也就是广泛用于相机 中的感光部件，差别仅仅是红外探
测器中的光电转换像元是由能够感受红外光波的光电材 料制成。由于光具有波粒二象性，常可将光波称为光子。 光子可直接作用于红外探测器中的电子
，使得红外探测器输出的电流或电压发生直接的变化， 通过对这种变化进行测试，可根据其转化效率直接推算 得到入射光的强度。这种方法基于光电效
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口Байду номын сангаас岳 桢 干
层） 。
图 １ 本 文 中 的摄 像 机 以 ３Ｈ ０ ｚ帧 率拍 摄 的一 帧 图像
・以上各 层都 以分 子 束 外延 的方 法制备 在 半 绝缘 的 Ｇ Ａ 衬底 上。顶部接触层上 生长 了一 ａｓ 层厚 ３０ ０ Ａ￣ Ａ０ Ｇａ． ｓ 刻 终 止 层 ，再 往 上 是 １． ｏ Ａ 蚀 ３ ７ 厚 ０７ ｉ 的 Ｇａ ｓ 帽 层 。利 用 光 刻 法 及 干 式 化 ．ｇ ｎ Ａ 盖
下：
・采用 湿 式化 学蚀 刻技 术 ，贯穿 多 量 子 阱 层，在 底 部 接触 层 中形 成 了一个 ６０ ５２元 的 ４× １ 探 测器 阵列 （ 元 间距 为 ２ ，像 元 尺 寸 为 像 ５ ２ ￣ ２￣ ）。位 于这 些 探测 器 顶 部 的交 叉 光 ３ｔ ３ ｍ ｍｘ ｔ 栅 上覆 盖 了 Ａ ／ ｅ Ａ ｕ Ｇ 和 ｕ，它们起 到 了欧姆接触 和 反射 的作 用。 ・通过蒸 发，在 （ｕ Ｇ ）Ａ Ａ ／ ｅ ｕ层 的顶部 形成 ／ 了铟 柱。它们 将探测 器 阵列与硅 基 Ｃ Ｓ集 成 ＭＯ 电路 （ ０ ５２ 多路读 出） ６ ×１元 ４ 混成在 一起 。 除 了像 元 的尺 寸和 数 量 之外 ，上述 Ｑ Ｐ ＷＩ 阵列 ／多路 读 出电路与 以前摄 像机 所用 的阵列 和 电路几 乎是 一样 的。 作为 商用化 红外摄像机 主 体 的一部 分，该 摄像 机 的多路 读 出系 统 中包 含 了两个 后端视频信 号处 理 电路和 一块 锗透镜 （ 焦 距 为 ｌＯ ｍ ，视 场为 ５ 。 ，这是 它与 以前摄像 Ｏｍ ．） ５ 机 的 一个 重 要 差 异 。锗 透 镜 被 设 计 成 能 透 过 波 长 范 围为 ７ ｍ １ｇ 的辐 射 （ 与 Ｑ Ｐ的额 １ ４ｍ ｘ 这 ＷＩ 定工作 波长 ８ 是 一致 的） ．ｍ ５ 。摄 像机 电路 的数 字采集 分辨率是 １ｂ ，因此其 瞬时动态 范围是 ４ｉ ｔ １３４ ６８ 。然而，量子 阱红外 光 电探 测器 的动 态范
口 岳 桢 干
学蚀 刻技 术 ，在盖 帽层 中制备 了一个 交 叉光 栅 结构 以便 把 光信 号耦合 到量 子 阱红外 光 电探 测
器 中。
采 用 ６ ０ ５ ２元 量 子 阱 红 外 光 电 ４× １ 探 测 器 阵 列 的 手 持 式 长 波 红 外 摄 像 机
据 ｗ ｗ． ｃ ｂ ｉ ｓ Ｏ 网 站 报 道 ，美 国 ｗ ｔ ｈ ｒ ｆ。 ｒ ｅ ｅ Ｃｎ 宇航 局 喷 气 推 进 实 验 室用 ６０ ５２元 的 Ａ ４ｘ １ ｌ Ｇ ｌ￣ ｓＧ Ａ ａ－Ａ ／ ａ ｓ量子 阱红 外光 电探测 器 （ ＷＩ ） Ｑ Ｐ 阵列作为像传 感器， 制 了一种 截止波长为 ９ ｍ 研 的手持 式长波 红外摄 像 机。在 一个 旨在研 制 高 分 辨率、高灵敏度 红外摄 像机 的长期规划 中，这 种摄 像机 只是一个 中间阶段产 品。 该摄像 机在 设计及 制造 方 面 的主 要特 点如
围 为 ８ｄ ５ Ｂ。
・ 量子 阱红外光 电探 测器 属于束缚 态 一准束 缚态类型， 与其 它类型 的探测器相 比， 类探测 此 器 的暗 电流 中 的热 离子 成分较 少。 ・ 该摄 像机 中，量子 阱红外 光 电探测器 阵 在 列 的多量 子 阱 （ Ｗ） ＭＱ 基本 结构 由大约 ５ ０个完 全相 同 的量 子 阱双 层 堆 积 而 成 。 一 个 双 层 都 包 每 含一层 ４ Ａ 的 Ｇ Ａ （ 型掺杂， 杂 的浓度 约为 ５厚 ａｓ ｎ 掺 ５ ｌ１ ＣＩ 势阱层和一层 ５ｏ 厚 的Ａ ｏ ａ． ｓ × ０７ １。 ／Ｔ ） ｏＸ ｌ３ ｏ Ａ ． Ｇ ｒ 势垒层。 ・ＭＱ 结 构 的顶 部 和 底 部 均 是 厚 度 为 Ｗ ０ 的 ＧＡ ． ５ ａ ｓ接 触 层 （ 杂 情 况 类 似 于 势 阱 掺
ＩＦ Ａ Ｅ Ｍ Ｎ ＨＹ ／ ｏ ．１ Ｎ ．，Ａ Ｒ２ １ Ｎ Ｒ Ｒ Ｄ（ Ｏ Ｔ Ｌ ）Ｖ Ｌ３ ， ｏ４ Ｐ ０ ０
该摄 像机 已被 证 明可 以产 生 高质量 的视 频 图像 （ 图 １ 。以前基于其 它类型探 测器 的红外 见 ） 摄 像机 只能分 辨大于 ３ ｍ 的温差，而这种摄像 ０Ｋ 机 有 望呈 现更 高 的温度分 辨率 。根据 单个 像元 的测试数据，当采用 ｆ （ ／ 焦距 ÷孔径 ＝ ） ２ ２ 光学元 件 、工作 温度 为 ６Ｋ 、背景 温度为 ３０ 时，它 ５ ０Ｋ 的噪声等 效温差预 计 可达到 ８ Ｋ 。在采用相 同 ｎ ｉ 的光 学元件 并在 背 景条件 相 同的情 况下 ， ７Ｋ ２ 的工 作温度 就 已使 探 测 器 阵列呈 现 出背景 限性 能。工作条件 （ 包括 帧率、积分 时 间和 Ｑ Ｐ 的 ｗＩ 偏压） 的优化 将会使摄 像机达 到更好 的性能。