短波红外探测器的发展与应用（特邀）

短波红外波段作为“大气透过窗口”之一,探测器工作在该波段能获得目标更多的辐射能量。另外,短波红外对近室温目标的探测成像类似于可见光的反射式成像,一方面拥有中长波红外探测缺少的细节分辨能力,另一方面具有穿透烟雾进行成像等可见光探测不具备的能力。随着短波红外探测器在军事、民用领域的广泛应用,对短波红外探测器的性能、成本提出了更高的要求,InGaAs探测器由于高达约70%~90%的量子效率、室温下约8000 cm2/(V·s)的高迁移率,以及高灵敏度、高速响应、低成本的应用优势,是目前短波红外探测器的最佳选择。为了进一步扩展波长、提高分辨率、降低成本,发展了基于II类超晶格、胶体量子点、硅基材料等新材料和新工艺的短波红外探测器。文中对美国、法国、以色列、中国等国内外短波红外探测器的发展现状进行了归纳整理,对有关短波红外探测器的新材料和新工艺进行了报道,最后探讨分析了短波红外探测器的未来发展趋势。     

临近空间飞行器红外探测距离估算

传统的红外探测距离模型主要用于地面目标的检测, 载机飞行高度也比较低。在凝视型红外热探测器的基础上, 对临近空间的大气环境进行了详细分析, 建立了背景辐射模型。在此基础上提出了临近空间飞行器的红外探测距离模型, 对红外波段适用范围进行了讨论。计算结果表明, 在临近空间环境下, 红外波段都有较好的探测结果, 在短波下探测时, 背景辐射对其探测结果影响很大。     

全天时星敏感器的建模分析与实验验证

全天时星敏感器技术可以将星敏感器的应用推广到临近空间飞行器如平流层飞艇和高空气球等平台,是星敏感器未来发展的一个重要方向。由于白天受到强烈的大气背景辐射的影响,可见光波段星敏感器的探测能力显著受限。大气背景辐射在短波红外处的强度迅速降低,因此利用短波红外成像系统在0.9~1.7m波段下进行恒星探测成为研究全天时星敏感器技术的一种有效可行的方案。为了系统地分析并验证短波红外全天时星敏感器的可行性,文中在分析全天时星敏感器探测模型的基础上,重点讨论了短波红外探测器噪声对星敏感器探测能力的影响并基于探测模型确定了20 km高度处全天时星敏感器的光学参数。基于短波红外探测器研制了全天时星敏感器原理样机,结合地面处的观星实验,测试了原理样机的探测性能并验证了全天时星敏感器探测模型的正确性。     

基于空间调制和单元器件的短波红外光谱探测

目前近红外波段的光谱探测在各个领域已经得到广泛应用[1],但在短波红外波段,由于受焦平面红外探测器发展水平的限制,短波红外波段光谱探测还存在难以消除非均匀性以及分辨率高时信噪比不足的缺点.本文从理论上分析了基于空间光调制器和单元探测器的多通道探测方法的信噪比优势,并利用基于Hadamard变换的空间光调制光谱探测方法,成功进行了单元探测器获取多谱段信息的模拟实验,从而提出一种可以减少短波红外光谱探测对焦平面器件的依赖的制备红外光谱探测仪的新思路,并证明了这种方法的可行性.     

红外陷阱探测器的光谱辐射定标技术

遥感信息定量化要求高精度的光谱辐射定标技术支撑,使传感器获取数据可比较性、测量精度和长期稳定性得到保证,溯源于低温绝对辐射计的定标技术是发展趋势.为提高红外绝对光谱响应率定标精度,在一种薄膜热电堆传感器上加装镀金反射半球,研制了红外陷阱探测器作为标准传递探测器.利用电替代技术,测试了红外陷阱探测器光谱响应线性、空间响应均匀性和稳定性.通过溯源于低温绝对辐射计的光谱辐射定标系统,标定了其在1. 1~3. 0μm短波红外波段的绝对光谱响应率,合成不确定度小于1%.将红外陷阱探测器应用于红外光谱辐射定标,可缩短低温绝对辐射计的红外光谱功率标准传递链路并提高定标精度.     

多波段红外点目标的夜视成像差异分析

通过分析在夜视条件下短波红外、中波红外和长波红外点目标辐射成像机理,明确了多波段红外成像的影响因素,建立了短波红外、中波红外和长波红外图像点目标的形成模型,并对模型进行分析与仿真实验,揭示了多波段红外点目标夜视成像特性差异的形成机理,比较了多波段红外点目标成像的差异,并且通过实验图像的差异特征验证了这些成像特性差异的存在性,最后得出了多波段红外点目标图像的灰度值存在差异,大气传输影响存在差异以及夜光辐射影响存在差异的结论。     

基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计

红外探测器作为星载偏振探测载荷的核心部件,用于实现短波红外波段辐射偏振信息的光电转换。为保证应用性能,需要对探测器进行精密温控,保证其工作在较低且稳定的温度以降低探测器热噪声和暗电流。本文介绍了一种红外探测器温控系统,采用FPGA控制完成温度信号的采集并输出控制信号,数模转换器控制三极管驱动电流完成半导体制冷器的驱动,采用Bang-Bang和PID复合控制算法完成探测器的精密温控,测试结果表明,温控精度优于±0.1℃,温度稳定时间小于6 min,可将探测器在较短的时间内控制在目标温度范围内,为实现短波红外波段的高精度偏振信息测量提供保障。     

导弹目标短波红外探测模型研究

随着红外技术的发展,导弹红外探测技术的研究及应用进度也在加快。基于导弹目标的辐射特性,对其短波红外探测技术进行了研究,给出了导弹目标在短波波段的辐射模型以及从信噪比出发的探测模型;针对某特定红外热成像系统进行了短波红外探测的计算机仿真,仿真结果验证了探测模型的正确性。     

高超音速飞行器红外探测预警分析

当目标飞行速度高于5Ma时,其辐射峰值波长位于短波红外的工作范围,并且具有辐射功率大、随时间变化快等显著特征,最适于被短波红外传感器探测.短波红外探测器将大气粒子反射的目标的入射光子转换为电信号.通过监测电信号幅度的变化来判断有无强辐射源趋近,从而将预警时间提前.     

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     

频谱分析仪检波方式的分析与研究

频谱分析仪是常用的射频测量仪器之一。在测试和分析各种信号时,必须选择合适的检波方式才能正确反映它们的特性,如果选择不合适的检波方式可能会导致测试结果出现误差或者错误。介绍频谱分析仪的多种检波方式,详细分析采样检波、最大峰值检波、最小峰值检波、自动峰值检波、普通检波、平均值检波、均方根检波、准峰值检波的特点和用途,最后总结了各种检波方式的区别。     

不同检波方式对测试结果的影响

该文主要是想通过几个实际的案例来探讨不同的检波方式对测试结果是否会产生影响,特别是AV检波和CISPR AV检波在测试结果上到底有什么样的差异。     

Fundamental physics of infrared detector materials

The fundamental parameters of IR photon detection are discussed relevant to the meaningful comparison of a wide range of proposed IR detecting materials systems. The thermal generation rate of the IR material is seen to be the key parameter that enables this comparison. The simple materials physics of 1) intrinsic direct bandgap semiconductors; 2) extrinsic semiconductors; 3) quantum well devices, including types I, II, and III superlattices; 4) Si Schottky barriers; and 5) high temperature superconductors, will be examined with regard to the potential performance of these materials as IR detectors, utilizing the thermal generation rate as a differentiator. The possibility of room temperature photon detection over the whole IR spectral range is discussed, and comparisons made with uncooled thermal detection.     

半导体紫外探测器技术进展

介绍了几种新型半导体紫外探测器。列出了这类探测器的各项用途及优点，并对其结构，制作方法以及性能作出了简要说明。N化物半导体紫外探测器具有探测波长范围可调，可靠性好等优点，可以认为是半导体紫外探测器发展的主要方向。     

CAV检波器及其在GB 9254中的使用

介绍了电磁兼容测试中使用的传统平均值检波器、CAV检波器的特点,CAV检波器在电磁兼容产品标准中的应用,线性平均值检波器和对数平均值检波器的差异,以及GB9254--2008中CAV检波器的使用和相关国际动态。     

红外探测器的最新进展

首先,简述了红外光电探测器的发展历史以及分类,可分为室温探测器和低温探测器。然后对每种探测器所使用的材料进行了介绍,室温探测器介绍了氧化钒、无定型硅,低温探测器介绍了碲镉汞（HgCdTe）、量子阱和锡化物超晶格,以及它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,介绍了黑硅材料以及黑硅在探测器应用中的最新进展。     

288×4红外TDI探测器光敏元尺寸与间距设计研究

针对国外进口Sofradir公司长波288×4扫描型时间延迟积分(TDI)探测器,通过分析其沿扫描和沿线列方向上光敏元尺寸和间距对整个成像系统的系统调制传递函数(MTF)的影响,给出了探测器光敏元尺寸和间距与整个成像系统分辨率之间的相互关系,为新型TDI型探测器阵列光敏元排列设计提供了理论参考。     

基于CMOS工艺的双层非制冷热敏电阻型红外探测器

采用0.5μm标准CMOS工艺和微机械加工工艺,设计并制作了低成本双层非制冷热敏电阻型红外探测器。探测器采用隐藏桥腿式微桥结构,使用表面牺牲层技术实现,其中包括Al、W和Si3种牺牲层材料。CMOS工艺加工完成后,双层微桥结构的微机械加工过程只需进行湿法腐蚀即可,成本较低。对双层红外探测器的热性能和光电特性进行测试,其热导为1.96×10-5 W/K,热容为2.23×10-8 J/K,热时间常数为1.14ms。当红外辐射调制频率为10Hz时,双层红外探测器的电压响应率为2.54×104 V/W,探测率为1.6×108 cm·Hz1/2/W。     

A New Multiuser Detector for Synchronous DS/CDMA System

1IntroductionInaCode-DivisionMultiple-Access(CDMA)system,severalindependentusersaccesssimulboeouslyacommonchannelbymodulatingpreassignedsignatUrewaveforms.Inthemobileradiochannels,MultipleAccessinterference(MAI)arises.Therefore,muchattelltionhasbeend...     

低温光导型InSb红外探测器研究

文中讨论了决定光导型探测器性能的主要因素。在理论分析的基础上，对低温单元光导InSb探测器的主要工艺参数进行了分析和估算。简单介绍研制结果。