甚长波碲镉汞红外探测器制备研究

报道了碲镉汞甚长波红外焦平面探测器的最新研究进展。采用水平液相外延In掺杂和垂直液相外延Ａs掺杂技术生长了高质量的p on n型双层异质结材料。并通过提高材料质量将双层异质结材料的双晶衍射半峰宽控制在30 arcsec以内。基于台面器件加工、表侧壁钝化以及In柱互连工艺,制备了640×512,25μm碲镉汞甚长波红外焦平面器件。通过进一步优化了材料生长和芯片制备工艺,在65 K的工作温度下,该器件的截止波长为1435 μｍ,有效像元率为9806,平均峰值探测率为809×1010cm·Hz1/2·W-1。     

短/中波双色碲镉汞红外探测器制备研究

报道了基于分子束外延的短/中波双色碲镉汞材料及器件的最新研究进展。采用分子束外延方法制备出了高质量的短/中波双色碲镉汞材料,并通过提高材料质量将其表面缺陷密度控制在300 cm-2以内。在此基础上进一步优化了芯片制备工艺,尤其是在减小像元中心距方面作了优化。基于上述多项材料及器件工艺制备出了320×256短/中波双色碲镉汞红外探测器组件。结果表明,该组件的测试性能及成像效果良好。     

基于组合面型基准件的多参数测量方法

针对运动物体空间多维位姿检测过程繁琐、设备笨重及昂贵等问题,提出了一种可以完成运动体4个参数同时测量的光学非接触测量方法。该系统由旋转抛物面与平面构成的组合面型基准件和光学测头两部分组成。基于平面镜反射原理和组合面型基准件的面型特征,分别建立了运动轴的俯仰角、偏摆角和二维位移的角度测量模型,并完成了系统的精度评价与重复性实验。实验结果表明:该系统的测角精度为1.5,位移精度为1 m,为机床误差辨识打下了基础。     

中长波红外探测器非线性度分析

线性度作为评价探测器性能参数的一个重要指标,直接影响着用户的使用状况。以中长波两个波段的探测器作为实验器件,分析讨论了以全波段黑体辐照功率与像元响应率线性拟合及以波段辐照功率与输出信号电压进行线性拟合的两种不同的评价方案。全波段黑体辐照功率拟合出的线性度结果较差,非线性度在6 %左右,而采用波段辐照功率拟合出的非线性度均在0.5 %以内。最终确定以波段辐照功率拟合出的线性度有较高的准确性,为直观评价探测器性能的优劣提供了指导依据。     

红外探测器低噪声自动化测试技术研究

在多元红外探测器的测试过程中,传统方法往往通过分析仪采集并配合人工读数的方式来实现数据获取。分析仪与前置放大器、气源及工装夹具各自独立工作,采集的数据需要再次编辑且效率低下。为了实现精确的自动化工程测试,并同时实现气源与工装夹具等控制一体化,将丹麦B&K公司的PULSE多分析仪作为采集端,并利用VBA程序对采集控制软件进行了二次开发,从而实现了自动测试。分析了系统建立过程中的放大器噪声源,拟合了噪声系数与源阻抗之间的关系,并阐明了实现低噪声放大这一目标的关键是探测器和前置放大器的最佳源阻抗匹配。另外还将放大器的第一级设计成多通道并行,并在后级放大与第一级之间使用切换开关来保持通道的一致性。通过软硬件的结合最终实现了对探测器进行实时、多通道快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)分析的自动化测试。     

甚长波碲镉汞探测器的注入区扩散研究

在碲镉汞甚长波320×256探测器上制备了不同注入区光刻尺寸的区域,通过对不同区域的信号及注入光刻尺寸的关系进行分析对比和数据拟合,获得了不同温度下的扩散距离和单位有效光敏面积在单位时间的响应电压,对于碲镉汞甚长波探测器的器件版图设计和性能提升提供了可靠的数据支撑。     

长波碲镉汞集成偏振探测器的设计

红外探测器已经得到了广泛的应用,近年来,对红外探测器的探测、识别能力提出了更高的要求,迫切需要红外探测器进行创新发展。随着微电子工艺的快速进步,使多种功能的芯片集成在红外探测器上成为可能,也为红外探测器进行创新提供了基础。本文介绍了偏振探测功能在长波碲镉汞探测器上的集成设计、相应的设计验证结果以及成像试验情况,这些工作的介绍为集成红外探测器的开发提供了良好的借鉴。     

短/中波双色碲镉汞红外探测器性能分析研究

介绍了国内外双色红外探测器的发展现状,并报道了中国电子科技集团公司第十一研究所（以下简称“中电十一所”）自行研制的像元间距为30 μm的Si基320×256短/中波双色红外探测器的性能。在77 K测试条件下,短波和中波两个波段的盲元率分别为0.88%和1.47%,平均峰值探测率分别为2.21×10¹² cm·Hz^1/2·W^-1和2.13×10¹¹ cm·Hz^1/2·W^-1,后截止波长分别为3.129 μm和 5.285 μm,且短波向中波波段的光谱串音为1.38%,中波向短波波段的光谱串音为2.82%。同时,该探测器在双波段具有较好的成像效果,为后续更大面阵、更佳性能的多波段探测器研究提供了基础。