Ⅱ类超晶格红外探测器国内外研制现状

Ⅱ类超晶格红外探测器国内外研制现状

1 引言

航天光学遥感器是遥感卫星的核心，为了提高遥感卫星的应用水平，用户对后续航天光学遥感器提出了多谱段、远红外、高性能、长寿命和高可靠性等越来越高的要求，红外遥感器已成为航天光学遥感器发展的必然趋势。红外遥感器具有自身的优势：更好的全天候性能；可利用目标和背景红外辐射特性的差异进行目标识别、揭示伪装；可以穿透云烟，探测到可见光无法探测的景物；隐蔽性好。因此，红外光学遥感在军事、气象、水文、地质、环境监测、农业和林业等方面都有可见光遥感无法比拟的优势。

随着红外遥感器的发展，高性能红外探测器的需求也越来越迫切，目前应用最为广泛的红外探测器是碲镉汞红外探测器。Smith和Mailhiot在1987年将InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料应用于红外探测器，Ⅱ类超晶格材料组合是一种材料的能带不包含另一种材料的能带材料，分为“交错型”和“错开型”，Ⅱ类超晶格红外材料的出现克服了碲镉汞红外探测器存在的问题，同时又具备其优势；通过调节材料的能带结构和带隙，使其工作在3 - 30μm的任意波段范围，有利于实现双色及多色探测需求；通过材料设计可抑制俄歇复合及暗电流，提高焦面工作温度，节约卫星功耗资源，有效降低制冷压力；量子效率高，可以吸收正入射，缩短了探测器积分时间，响应时间快；遂穿电流小，可以获得高的探测率，尤其对长波和甚长波有益；利用MBE进行材料生长，均匀性好，成本低，有利于研制均匀大规模器件，因此Ⅱ类超晶格将成为第三代红外探测器的首选材料。

2 空间红外遥感器对红外探测器的需求分析

红外探测器的研制水平直接决定红外遥感器的发展水平，我国空间红外遥感器技术水平较美国和欧洲等发达国家还存在一定差距，其根本原因之一就在于国内红外探测器研制技术水平落后于国外红外探测器研制技术水平。因此，国内要研制出高性能水平的红外遥感器，必须首先研制出高性能红外探测器。

目前随着用户需求的提高，国内红外遥感器的研制包括了资源、环境、气象、海洋、红外侦察和红外预警等多种类型，并且对红外遥感器的性能提出了越来越高的要求，高空间分