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

本文对一个640×512元的长波长截止窄波段(△λ／λ≈10％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵、一个在4μm-16μm谱区有四个波段的量子阱红外光电探测器焦平面列阵和一个截止波长为15．4μm的宽波段(△λ／λ≈42％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵进行了论证。     

3通道短波红外光谱可识别列阵探测器的研制

用掩模分离方法或薄膜刻蚀方法制作出多波段微型滤光片列阵，交过类微型焦平面色散元件与列阵探测器结合，构成光谱可识别列阵探测器，报道了3通道短波红外滤光片列阵的设计和制作，以及4元3通道光谱可识别探测器的研制。     

多色探测器列阵的设计和研制

1引言高性能传感器的应用需要多色红外焦平面.高性能传感器需要的是能在中波红外/长波红外和长波红外/甚长波红外波段中覆盖人们所关心的各种波长的多色焦平面列阵.HgCdTe探测器工艺在这方面已获得了显著的进步.与使用多个单色红外焦平面列阵相比,使用一个双色红外焦平面列阵的成像系统更加简单可靠,其重量更轻,功耗更小,价格也更便宜.     

用离子注入法研制低暗电流和高性能的Hg0.57Cd0.43Te红外探测器

本文介绍美国雷神视觉系统(RVS)公司和AVYD器件公司在提高红外探测器性能方面所获得的成果。这两家公司联合验证了一些具有高可操作性和高性能的甚大规格成像焦平面列阵,它们将在未来的近红外和短波红外成像应用中发挥应有的潜能。这种探测器的设计理念可能会使像元间距小到5μm的大规格焦平面列阵达到衍射限分辨率。本文报导雷神视觉系统公司的先进样品制造厂把该公司的Hg_(1-x)Cd_xTe材料生长和探测器操作工艺方法与AVYD公司的p型离子注入方法结合起来在制作平面探测器列阵晶片方面所做的工作。同时综述像元间距为20μm的1024×1024元短波红外焦平面列阵的性能。这种探测器列阵是用响应波段为从近红外至2.5μm截止波长的Hg_(1-x)Cd_xTe材料制作的。通过柱状焊接互连技术,探测器列阵与雷神视觉系统公司的天文学级读出电路片焊接在一起。这些焦平面列阵在整个光谱范围内呈现出极佳的量子效率和均匀性,并呈现出中值为每秒0.25个电子的甚低漏泄电流。用来制作探测器列阵的工程级Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用经过改进的液相外延方法在CdZnTe衬底上生长的,并经过了复合的钝化/离子注入/钝化处理。本文详细评论探测器的性能数据,其中包括测试结构的电流-电压特性曲线、截止光谱曲线、焦平面列阵的量子效率和漏泄电流。     

碲镉汞混合镶嵌焦平面

研制出一种将碲镉汞光电二极管直接制造在各种衬底材料上的独特工艺,这种工艺可使占空因子高达90％以上,其优点是:热失配最小,串光小于1％,可以拼制成大面积列阵。这种结构系由粘合在衬底上的全蚀刻(fully delineated)的薄碲镉汞探测器元件组成,衬底内含CCD器件或者布有各个探测器的引出线,它们的端点同一个公用栅电极相连接。直接制造在硅衬底上的4×4元列阵的探测率D~*(4.5微米)为1.3×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦。这种列阵可以直接应用于有4000个探测器的镶嵌面。将来有可能制造出128×128元的电子学扫描焦平面。     

双波段红外HgCdTe焦平面列阵

本文综述法国原子能委员会LETI红外实验室在双波段红外焦平面列阵方面所做的研究工作.在工艺上,该实验室采用的是通过分子束外延法在晶格匹配的高质量CdZnTe衬底上生长的HgCdTe多层掺杂异质结构.器件的结构是n+ppn,而且在空间上是相干的.长波层是一个平面状的n+/p二极管,它是通过离子注入制成的,而波长较短的p-n二极管则是在分子束外延过程中通过掺铟在原位制成的.最后一个结是通过台面蚀刻而被隔离的,探测器通过铟丘与一个读出效率接近100%的读出电路互连.每个像元有一个或两个铟丘,用来按序或者同时访问两个波长,探测器的间距分别为50μm和60μm.每个波段中的单元探测器所呈现的性能接近用标准工艺制作的单色探测器的性能.为了优化双波段红外焦平面列阵的性能,LETI红外实验室专门为这种列阵设计了一种硅CMOS读出电路.本文介绍了128×128元(间距为50μm)中波红外(2μm～5μm)双色焦平面列阵在77K温度处操作时的光电性能.     

短波红外焦平面列阵

在第二代红外成象系统中,采用焦平面列阵可使系统获得高分辨率和高灵敏度。在混合结构中,探测器和信号处理芯片是采用不同的材料单独制作,然后耦合成焦平面列阵。采用HgCdTe探测器的第二代红外成象系统的研究和发展工作主要在中红外波段(3～5μm)和长波波段(8～12μm)范围内进行。然而在高温和反射阳光下的物体     

适合空间和地面应用的多色长波红外焦平面列阵技术

使用多个焦平面列阵、滤光片、光束分裂片和致冷电路的传统方法使系统的设计变得复杂化,系统的可靠性也受到影响,同时也为图像在空间和时间上的配准带来了困难。单个多色全分辨率焦平面列阵将大大提高系统在更远距离上的光谱分辨能力。在集成的多色红外焦平面列阵中,单个像元位置敏感两个(或三个)分开的红外波段。在基于空间和地面的各种目标捕获和信号特征识别应用中,集成的多色红外焦平面列阵将成为下一代技术。本文就这种技术的发展和状况进行述评,同时讨论今后的规划以及在发展过程中所遇到的问题。     

用InGaAs近红外焦平面列阵提高摄像机性能

焦平面列阵技术的不断发展以及高质量Ⅲ-V族材料的可获性，已使得采用InGaAs光伏探测器的高性能商用二维列阵的制备成为可能。这种先进的InGaAs焦平面列阵对于制造高灵敏度近红外摄像机是有帮助的。     

伪随机红外模糊列阵

美国专利US6469304 (2002年10月22日公布) 红外成像敏感器(即,焦平面列阵或焦平面列阵探测器)通常由成千上万个探测器元件组成。这些探测器元件都定位在光学系统的焦平面上,它们是通过一条合适的光路来观察一个场景并产生与该场景相对应的电输出的。     

透射式固态电光扫描器设计

针对红外成像系统常用光机扫描器的不足,提出了没有机械运动部件的全固态电光扫描器设计方法,给出了几种透射式固态电光扫描器结构,主要包括扫描列阵、耦合波导和控制电路三个部分.工作原理是：通过控制电路顺序控制各扫描单元光信号的传输,再通过耦合波导将光信号耦合到探测器上实现扫描成像.扫描列阵将完整图像分割成图像单元,耦合波导将空间位置不同的图像单元耦合到红外焦平面探测器上,控制电路用来控制扫描列阵各图像单元的工作状态.这种扫描器体积小、重量轻、结构紧凑,采用与红外焦平面探测器制作工艺相似的半导体制作工艺,具有与探测器集成的技术基础,控制起来更加方便.     

室温型热释电红外探测器焦平面列阵新进展

文中介绍了目前室温工作的热释电红外探测器焦平面列阵的国外进展，混合型铁电陶瓷焦平面列阵已进入批量生产阶段，这类焦平面列阵制作的热像仪已于１９９５年进入商品市场，而单片式铁电薄膜红外探测器焦平面列阵还处在实验室研究阶段。     

采用光子晶体的多光谱成像芯片

本发明提供一种在芯片上进行多光谱成像和数据管理的技术,该技术基于一种具有像元级光谱调谐能力的自适应焦平面列阵,这种自适应焦平面列阵是通过在一个宽带焦平面列阵上增加与像元配准的光子晶体膜而制成的。通过对这些光子晶体膜进行开/关或者改变材料结构、调谐其光子带隙,便可以实现光谱调谐。这种自适应焦平面列阵能够瞬时地以不同的波段、空间分     

短波红外摄像机

比利时XenlCs公司推出一种型号为XEVAFPA-2．5-320的短波红外数字式摄像机。该摄像机采用320-256元的四级HgCdTe探测器焦平面列阵,并以热电方式将探测器致冷至200K。摄像机工作于0．85至2．5μm光谱波段,它可由PC计算机驱动,也可作为独立应用的组件从12V5A的蓄电池中获得电源。其输出数据具有14bit的动态范围。     

适合多种应用的先进焦平面列阵（下）

通过处理由探测器产生的光电信号，读出集成电路已成为焦平面列阵的一个关键性的元件．第二代焦平面列阵普遍使用混合模式的读出集成电路，其程序已使这种电路成为焦平面列阵性能的主要鉴别器。对焦平面列阵提出的新要求催生出智能型焦平面列阵，这已成为第三代焦平面列阵的同义词。虽然整个工业界在     

单片集成的双波段红外探测器列阵

量子阱红外光电探测器(QWIP)技术已取得了显著的成就,因为它在宽波段和多波段两方面都实现了大规格的焦平面列阵。这些探测器基于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料,其在中波红外和长波红外(3μm-50μm)范围的光谱响应是可以专门确定的。最近,美国喷气推进实验室通过将一个近红外(1μm-1．5μm)p-i-n光电二极管与一个中红外(3μm-5μm)量子阱红外光电探测器集     

红外探测器材料与器件

一、红外焦平面列阵1．适合空间和地面应用的多色长波红外焦平面列阵技术（Latika S．R．Becker）2．长波HgCdTe焦平面列阵用高性能辐射硬化增透膜的设计与研制（Ashok K．Sood）3．多色探测器列阵的设计与研制（Ashok K．Sood）4．在硅上研制大规格红外焦平面列阵（Nibir K．Dhar等）     

红外探测器材料与器件(SPIE Vol．5564)

一、红外焦平面列阵1．适合空间和地面应用的多色长波红外焦平面列阵技术(Latika S．R．Becker) 2．长波HgCdTe焦平面列阵用高性能辐射硬化增透膜的设计与研制(Ashok K．Sood) 3．多色探测器列阵的设计与研制(Ashok K．Sood) 4．在硅上研制大规格红外焦平面列阵(Nibir K．Dhar等)     

非制冷长波红外焦平面列阵现状

文章介绍了非制冷测辐射热计和铁电陶瓷焦平面列阵的现状，包含8万个非制冷氧化钒红外探测器的焦平面列阵已制成热像仪，系统的噪声等效温差（NETD）为0．04℃，不需要制冷和机械调制入射辐射。多晶硅热敏电阻和硅p－n结温差电堆焦平面列阵的研究工作取得了进展，用溅射和化学汽相淀积技术已制成128×128元硅薄膜测辐射热计焦平面列阵，单元探测器的探测率为1×109cmHzW－1；128×128元温差电堆焦平面列阵的NETD为0．5℃。利用热释电效应和介电常数温度变化的铁电陶瓷焦平面列阵制成的热像仪，NETD已达到0．047℃。     

美国研制热电制冷短波长波双波段红外量子点光电探测器

目前,大部分短波红外和长波红外多光谱相机系统都是依靠不同的传感器进行各自波段的探测的。短波红外波段和长波红外波段一般分别采用InGaAs探测器和微测辐射热计探测器。这种双焦平面阵列结构中的两个焦平面必须并排