2019年中国红外探测器发展现状及未来发展趋势分析报告

目录

一、红外基本概念及其主要应用 (1)

1.1 红外线不为人眼所见但却无处不在 (1)

1.2 红外探测可实现夜视、测温、穿透云雾等功能，军民两用空间广阔 (2)

1.3 短/中/长波红外探测适用场景各不相同 (4)

1.3.1 短波红外原理及应用 (4)

1.3.2 中长波原理及应用 (5)

1.4 红外探测器是红外产业链的核心 (6)

二、红外探测器原理与核心指标 (8)

2.1 热探测器和光子探测器 (8)

2.2 单元数日益增加，红外焦平面探测器已是主流 (8)

2.3 阵列规模、NETD、像元间距是红外探测器的核心指标 (11)

三、主流红外探测器类型及其特点 (13)

3.1 红外探测器发展历程 (13)

3.2 制冷型红外探测器 (14)

3.2.1 碲镉汞红外探测器 (15)

3.2.2 量子阱红外探测器（QWIPs） (16)

3.2.3 II 类超晶格红外探测器（II-SLs） (17)

3.2.4 量子点红外探测器（QDIPs） (17)

3.3 非制冷型红外探测器 (18)

3.3.1 VOx 微测辐射热计 (18)

3.3.2 非晶硅微辐射测热计 (19)

3.3.3 短波红外传感器 (20)

3.4 未来发展趋势 (20)

四、红外探测器制造企业及其技术路线 (22)

4.1 国外红外探测器企业 (22)

4.1.1Raytheon Vision Systems（RVS） (22)

4.1.2Teledyne Imaging Sensors（TIS） (22)

4.1.3Sofradir（法国） (23)

4.1.4Leonardo DRS (23)

4.1.5Semi Conductor Devices（SCD） (23)

4.1.6FLIR system (24)

4.2 国内红外探测器研究机构 (27)

4.2.1 上海技物所 (27)

4.2.2 中电11 所 (27)

4.2.3 北方夜视集团 (27)

4.2.4 高德红外 (28)

4.2.5 大立科技 (28)

4.2.6 睿创微纳 (29)

4.2.7 国惠光电 (30)

4.2.8 海康微影 (30)

图表目录

表1：红外热成像技术优势 (2)

表2：红外探测在军事上的应用 (3)

表3：红外探测在民用领域的应用 (3)

表4：短波红外微光夜视与中长波红外夜视 (6)

表5：红外热像仪的核心部件及其功能 (6)

表6：红外探测器的分类 (8)

表7：热探测器与光子探测器对比 (8)

表8：焦平面红外探测器优点 (9)

表9：四种第三代红外光电探测器对比 (17)

表10：主要制造商提供的代表性制冷型红外焦平面阵列 (24)

表11：具有代表性的商用非制冷红外辐射热计阵列 (25)

表12：国内具有代表性的商用红外探测器 (29)

图1：电磁波谱 (1)

图2：红外探测器的应用实例 (2)

图3：红外辐射的大气窗口 (4)

图4：短波红外夜视图（左）与中长波红外夜视图（右） (5)

图5：红外热成像仪工作原理 (6)

图6：置于杜瓦瓶上的180 元分立式探测器阵列 (9)

图7：扫描型（上）和凝视型（下）焦平面探测器 (10)

图8：单片式（左）和混合式（右）焦平面探测器 (11)

图9：诺比利发明的热电堆原型 (13)

图10：早期光子探测器原型 (13)

图11：现代红外探测器的发展 (14)

图12：法国Sofradir 公司部分制冷型红外产品及应用 (15)

图13：HgCdTe 探测器：Hawaii-4RG-10 (4096*4096, 10μm) (16)

图14：VISTA 望远镜用2048×2048 HgCdTe 阵列 (16)

图15：测微辐射热计像元结构示意图 (18)

图16：常见商用微辐射热计设计 (20)

图17：第三代红外焦平面阵列探测器SWaP3 概念的关系框图 (21)

图18：雷声公司产品发展路径 (22)

图19：雷声公司产品覆盖红外波段范围 (22)

图20: 高德红外制冷型探测器 (29)

图21：大立科技单晶硅非制冷探测器 (29)

图22：国惠光电短波红外探测器 (31)

图23：海康微影非制冷长波探测器 (31)

一、红外基本概念及其主要应用

1.1 红外线不为人眼所见但却无处不在

红外线是一种肉眼不可见的光线，在1800 年被英国天文学家威廉·赫谢尔发现，又称为红外热辐射。红外辐射本质是一种电磁辐射，在物理学上定义波长在0.75~1000μm 的电磁波。红外辐射的波长介于可见光和微波之间，其短波与可见光波段的红光相邻，长波段与微波相接。

根据红外辐射的产生机理、红外辐射的应用和发展情况并结合考虑了红外辐射在地球大气层中的传输特性，进一步将0.75~1000μm 的红外辐射划分为四个波段：（1）近红外或短波红外，波长范围为0.75~3μm；（2）中红外或中波红外，波长范围为3~6μm；（3）远红外或长波红外，波长范围为6~15μm；（4）极远红外，波长范围为15~1000μm。

图1：电磁波谱

资料来源：国惠光电官网、

红外辐射虽然不能直接被人眼感知，但它却是自然界中最广泛存在的辐射之一。任何温度在绝对零度（-273.15℃）以上的物体都会源源不断的向外辐射包括红外辐射在内的全谱段辐射信号，辐射能力的大小与物体表面的温度和材料的特性有关，温度越高，辐射的能量越大。