波段探测率D~＊_（△λ）及其测试方法讨论

本文描述了波段探测率、波段响应率Ｒ＿（△λ）的定义及其测试定标方法，同时还描述了１０５Ｋ工作温度的碲镉汞探测器定标中的一些问题。     

GaAs／GaAlAs中红外量子阱探测器和双色量子阱红外探测器

本文报道我们在国内率先研制的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ中红外（３～５μｍ）量子阱探测器和双色量子阱红外探测器的制备和性能．ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ中红外量子阱探测器是光伏型，探测峰值波长为５．３μｍ，８５Ｋ下的５００Ｋ黑体探测率为３e９ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，峰值探测率达到５×１０１１ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，阻抗为５０ＭΩ．ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双色量子阱红外探测器是偏压控制型的两端器件，在零偏压下该探测器仅在３～５μｍ波段有响应，响应峰值波长为５．３μｍ，８５Ｋ温度下５００Ｋ黑体探测率为３e９ｃｍ     

探测器波段响应率及其测试定标法

描述了碲镉汞红外探测器相对光谱分布Ｇ（λ）和波段响应率Δλ的测试计算方法，以及其在１０５Ｋ温度下工作时，其中的一些定标问题，给出了１０５Ｋ温度下工作，空间应用的碲镉汞光导红外探测器有关测试方法、设备及测试结果，并给出了相应的测试误差。     

热电制冷HgCdTe中波红外探测器的研制

利用碲镉汞(HgCdTe)体晶材料,采用HgCdTe材料拼接技术、磨抛技术等成熟的探测器芯片制备工艺以及三级热电制冷技术,设计并研制出了热电制冷型13元HgCdTe中波红外光导探测器。在-50℃时,峰值电压响应率可达2.7×104 V/W,峰值探测率达到2.3×1010 cm·Hz1/2·W-1,响应波段在3.0~4.6mm之间,峰值响应波长为4.2mm。     

HgCdTe光导探测器比探测率的特性分析

从信号和噪声两个方面分析了HgCdTe光导探测器自身温度变化对比探测率D*的影响,并在理论层面上对比探测率的表达式进行了推导。理论分析表明:温度变化影响载流子的浓度和寿命,从而影响信号与噪声的大小,降低探测器的温度可使得探测器的比探测率得到一定程度的提高。通过MATLAB仿真,分析了组分和厚度的变化对Hg1-xCdxTe光导器件的截止波长和峰值波长的影响情况,为使HgCdTe光导探测器在工作波段内有较高的探测响应,当探测器工作在某一温度,应选择合适的组分x和厚度d。     

双色量子阱红外探测器大面阵芯片的研制

采用GaAs/AlGaAs和InGaAs/AlGaAs多量子阱，研制出了双色同像素读取结构的中波/长波量子阱红外探测器及160×128元中波/长波双色多量子阱红外探测器芯片。器件的材料结构生长是采用分子束外延技术，在5.08 cm半绝缘GaAs衬底上完成的。发展了双色大面阵制备工艺，二维光栅的制备使用标准光刻和离子束刻蚀技术。在77 K时，对量子阱红外探测器测试，得到中、长波段峰值探测率分别为Dλ*=（1.61～1.90）×1010 cmHz1/2W-1和（1.54～2.67）×1010 cmHz1/2W-1。中、长波段峰值波长分别为(2.7~3.8) μm和8.3 μm。     

高灵敏度低暗电流GaAs量子阱红外探测器

本文报道我们研制的高灵敏度、低暗电流的ＧａＡｓ量子阱长波长红外探测器的制备和性能．探测器具有５０个ＧａＡｓ量子阱和Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ａｓ势垒，器件制成直径为３２０μｍ的台面型式单管．探测器的主要性能──响应率和探测率与偏置电流和工作温度关系很大．通过材料结构的精心设计和器件工艺的改进使探测器的性能进一步提高：探测峰值波长为９．２μｍ，工作温度为７７Ｋ时，峰值电压响应率为９．７e５Ｖ／Ｗ，峰值探测率超过１e１１ｃｍ·／Ｈｚ／Ｗ，暗电流小于０．１μＡ．     

正照射延伸波长In0.8Ga0.2As红外焦平面探测器

为了研究延伸波长In0.8Ga0.2As PIN短波红外探测器的温度响应光电特性,采用闭管扩散的平面型器件工艺,在金属有机化学气相外延（MOCVD）外延生长的NIN型InAs0.6P0.4/In0.8Ga0.2As/InAs0.6P0.4 buf./InP材料上制备了正照射延伸波长2561线列InGaAs红外焦平面探测器,研究了探测器在不同温度下的I-V特性、光谱响应特性和探测率。结果表明,随着温度的降低,在小偏压下,器件的正向暗电流由产生复合电流为主逐渐变为以扩散电流为主。在260~300 K温度范围内,反向电流主要由扩散电流和产生复合电流组成,当温度低于180 K时,器件的反向电流主要为隧穿电流。室温下器件响应截止波长和峰值波长分别为2.57 m和2.09 m,峰值探测率为7.25108 cmHz1/2/W,峰值响应率为0.95 A/W,量子效率为56.9%。焦平面的峰值探测率在153 K达到峰值,约为1.111011 cmHz1/2/W,响应非均匀性为5.28%。     

根据大气辐射特征进行目标探测的波段选择

介绍了通过大气光谱特征分析对大气层外目标进行探测的波段选择方法。在考虑目标本身辐射强度、背景大气的辐射强度、目标背景对比度、斜程大气透过率以及探测器的响应特性诸因素后进行波段选择。从而提高对目标的鉴别性能。选择中纬度夏季白天、无云城市气溶胶模式、春夏季气溶胶廓线以及背景平流层廓线和消光的大气条件，利用辐射传输计算软件MODTRAN计算了目标背景亮度、对比度以及透过率的典型光谱特征，并进行光谱特征分析，然后在其他大气模式下对所选波段进行了验证，从而选择出目标探测的最优波段。     

长/长波双色二类超晶格红外探测器研究

报道了长/长波双色二类超晶格红外焦平面探测器组件的研制。通过能带结构设计和分子束外延技术,获得了表面质量良好的长/长波双色超晶格外延材料。突破了长波超晶格低暗电流钝化、低损伤干法刻蚀等关键技术,制备出像元中心距30 μm的320×256长/长波双色InAs/GaSb超晶格焦平面探测器芯片。将芯片与双色读出电路互连,采用杜瓦封装,与制冷机耦合形成探测器组件。组件双波段50%后截止波长分别为7.7 μm（波段1）和10.0 μm（波段2）。波段1平均峰值探测率达到8.21×10¹⁰ cmW^-1Hz^1/2,NETD实现28.8 mK;波段2平均峰值探测率达到6.15×10¹⁰ cmW^-1Hz^1/2,NETD为37.8 mK,获得了清晰的成像效果,实现长/长波双色探测。     

多光谱红外超像元光电探测器和成像器

本发明提供一种可探测四个以上不同红外波段的多光谱超像元光电探测器．该超像元光电探测器包括两个或多个亚像元光电探测器，每个亚像元光电探测器包括一个能在两个或多个相关红外波段共振的衍射共振光学腔．通过探测在施加两个或多个偏压时的红外辐射并产生各亚像元光电探测器在每个偏压值处的光谱响应曲线，便能够计算出对每个红外波段的响应．这种超像元光电探测器可用于军用和医学成像等方面，并能够覆盖一个很宽的红外光谱区域．     

红外焦平面探测器黑体探测率Dbb的一些问题的讨论

介绍了红外焦平面（简称FPA）探测器黑体探测率Dbb^*的定义和测试方法，比较了用点黑体辐射源和平黑体辐射源的对FPA探测器的响应率Rbb测试结果，讨论了FPA探测器的伏安特性对信号输出的影响。     

近表面加工技术制备的高性能Ge:B 阻挡杂质带探测器

阻挡杂质带（BIB）探测器是当前远红外天文探测领域的主流探测器。通过近表面加工技术成功制备出了高性能的Ge:B BIB探测器,响应波数范围从50 cm^-1到400 cm^-1。在3.5 K温度和30 mV工作电压下,器件在峰值响应84.9 cm^-1处的响应率达到21.46 A·W^-1,探测率达到4.34×10¹⁴cm·Hz^1/2·W^-1。研究了BIB探测器中界面势垒对响应光谱的影响。提出了一种新的激发模式—电极区内的载流子可以通过光激发的方式越过势垒。此外,还发现了一种增强BIB探测器在小波数处相对响应强度的方法。     

波段内激光辐照光电探测器的光热效应实验研究

以1.06μm激光为例,使用PC型HgCdTe探测器,从实验的角度全面给出探测器各种可能的激光响应结果;同时给出响应波段内激光辐照探测器时光、热各自作用及光热综合作用的实验曲线,并结合此结果以清晰直观的图像分析了波段内激光辐照光电探测器时各种响应结果的成因.研究表明:激光辐照过程中,探测器信号响应曲线是光、热综合作用的竞争结果;激光停照后,信号曲线仅反映探测器的热恢复过程;光电导探测器的光响应和热响应随工作温度的变化均存在峰值响应.探测器的工作温度、激光功率密度和辐照时间是影响探测器信号响应曲线行为的关键参数.     

105K工作温度的多元长波光导碲镉汞探测器

文章报道了空间多光谱扫描仪红外波段多元光导碲镉汞探测器的研制与优值。重点研究并解决了多元器件光谱曲线不一致性的问题，简述了器件的优值波段响应率RΔλ1，波段探测率DΔλ和单色响应率Rλ的测试定标方法，以及器件按空间环境使用要求经历老炼和环境条件试验的情况。测试结果表明多元件性能稳定可靠，各项指标均达到了空间多光谱扫描仪的技术要求。     

105K工作温度的多元长波光导碲汞探测器

文章报道了空间多谱扫描仪工外波段多元光导碲镉汞探测器的研制与优值。重点研究并解决了多元器件光谱曲线不一致性的问题，简述了器件的优值波段响应率Ｒ＾Δλ１，波段探测率Ｄ＾＊Δλ和单色响应率Ｒλ的测试定标方法，以及器件控空间环境使用要求经历老练和环境条件试验的情况。测试结果表明多元件性能稳定可靠，各项指标均达到空间多谱扫描仪的技术要求。     

第二代静止轨道气象卫星用多波段红外探测器封装及性能

第二代地球静止轨道（GEO）气象卫星用于定量化气象预报,中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个,十四个波段中有八个是红外波段,覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由三个组件来实现,分别是短波双波段组件（MS-IR）,水汽双波段组件（WV-IR）和长波四波段组件（LW-IR）。MS-IR组件内包含两个81光伏型的MCT探测器芯片,及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。WV-IR包含两个41 MCT探测器芯片。LW-IR包含两个41和一个42 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性,如MS-IR的D*可达11012 cmHz1/2 W-1。WV-IR的D*优于81010 cmHz1/2 W-1。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制,即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试,结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能,如电性能,芯片配准,光学串扰和光谱响应。     

高性能InP/InGaAs宽光谱红外探测器

In P/In0.53Ga0.47As短波红外探测器是一种高性能的近室温工作器件,从200 K到室温下都能获得较好的器件性能,从而大大降低了对制冷的要求。为了充分利用目标在可见光和短波波段的光谱信息,通过特殊的材料结构设计和器件背减工艺,成功实现了320×256In P/In Ga As宽光谱红外探测器,能够同时对可见光和短波红外响应,并从77 K到263 K工作温度下实现了对人脸、计算机及室外2.3 km处的景物成像。测试样管平均峰值探测率为2×1012 cm Hz1/2/W,光谱响应为0.6~1.7μm,光谱响应测试和成像结果同时验证了In P/In Ga As宽光谱探测器对可见光信号的探测。相比标准的In P/In0.53Ga0.47As短波探测器,In P/In Ga As宽光谱探测器显示了可见/短波双波段探测的效果,大大丰富了探测目标的信息量,可显著提升对目标的识别率。     

基于银纳米薄膜欧姆接触的高波长选择性紫外探测器研究

常规的半导体紫外探测器波长响应范围宽,而紫外光的应用具有较强的波长选择性,如320nm波段的紫外光在医学方面有重要的应用,因此,具有高波长选择性的紫外探测器的研制有重要意义。文章采用GaN基p-i-n探测器结构,通过在p区覆盖银纳米薄膜作为欧姆接触层和波长选择透射层,成功制备了对320nm波段紫外光高选择性探测的紫外探测器,器件性能如下:70nm银层的紫外光透射率峰值超过30%,器件在-5V偏压下的暗电流为10-12 A量级,响应峰值为0.06A/W,响应峰发生在325nm处,光谱响应峰半高宽约30nm。     

CO2激光制导用光伏碲镉汞四象限探测器组件

报道了ＣＯ_２激光制导用光伏ＨｇＣｄＴｅ四象限探测器组件研究的进展情况，采用中ＨｇＣｄＴｅ体晶材料已制备出直径达２ｍｍ的四象限二极管阵列，其平均探测率为１．４１×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ，平均响应率为２１４Ｖ／Ｗ。该探测器配有四通道的前置放大器，整个组件具有３．１５×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ的平均探测率和优于±３％的响应均匀性。