基于弛豫铁电单晶的红外热释电探测器研究

研究了新型热释电材料驰豫铁电单晶(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMNT)的低损伤减薄工艺、电极成型和耦合封装等关键技术,研制了基于PMNT的单元热释电探测器。对减薄后约30μm晶片材料性能的测试分析表明,部分样品的热释电系数约为9.0×10-4 C/m2 K,无明显衰减。采用低噪声电路提取单元探测器的微弱热释电电流,对所研制的单元探测器性能进行了测试分析。  

薄膜转移工艺制备的128×128规模高架桥式电阻阵

采用新的薄膜转移工艺,成功制备了128×128规模的高架桥式电阻阵。电阻阵的单元尺寸为50μm×50μm,占空比50%。初步测试了该高架桥电阻阵的两个基本指标,微桥的热时间常数和最高等效黑体温度,并对该电阻阵进行了成像实验。采用电学法测试单个微桥的时间常数τ约为4.5 ms,可在100Hz下工作。将整个面阵点亮,在8~12μm波段最高等效黑体温度达到250℃,推测在3~5μm波段最高等效黑体温度超过300±20℃。将整个器件全部点亮并驱动到最高温度时,器件的最大功率为30 W。该电阻阵可成功实现驱动显示成像。测试结果表明该高架桥式电阻阵初步满足红外景象产生器的要求。  

紫外光通信误码率测试系统设计

为了对紫外光通信系统的传输性能进行定量分析,设计了基于FPGA的误码序列发送和接收系统,并在上位机利用labVIEW程序实现了对误码的分析和计算。该系统发射端测试序列采用9阶伪随机m序列,并按照一定的速率传送给LED驱动电路,接收端完成光电信号处理、脉冲序列同步和数据提取,格式化后通过串口发送至上位机进行误码分析。室内测试结果表明,该设计适于完成紫外光通信系统误码率的分析和计算,可以为紫外光通信系统最佳链路的选择提供依据。  

航天先进红外探测器组件技术及应用

随着航天遥感应用对探测目标的波段特性、空间分辨率、辐射分辨率、时间分辨率以及可靠性等要求的不断提高,作为航天遥感仪器核心部件的光电探测器,需要向扩展波长范围、提高光电性能、改善光谱形状、减小光敏元尺寸、增加器件规模、提高寿命和可靠性等方向发展。文中从空间多光谱红外探测器、光谱定量化、红外焦平面探测器可靠性封装、新型短波红外探测器等4个方面,介绍了中国近年来研制的一系列航天先进红外探测器组件所涉及的基础研究工作及其在气象卫星等航天应用的进展。  

320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

量子阱红外探测器(Quantum well infrared photodetector,QWIP)已经经历了20多年的深入研究,各种QWIP器件,包括量子阱红外探测器焦平面阵列(FPA)的研制也已经相当成熟。但是在国内,受制于整体工业水平,QWIP焦平面阵列器件的研制仍然处于起步阶段。研制了基于GaAs/AlxGa1-xAs材料、峰值响应波长为9.9μm的长波320×256 n型QWIP焦平面阵列器件,其像元中心距25μm,光敏元面积为22μm×22μm。GaAs衬底减薄后的QWIP焦平面阵列,与Si基CMOS读出电路(ROIC)通过铟柱倒焊互连,并且在65 K工作温度下进行了室温环境目标成像。该焦平面器件的规模和成像质量相比之前国内报道的结果都有较大提高。焦平面平均峰值探测率达1.5×1010cm.Hz1/2/W。  

空间微重力汽相生长CdZnTe的研究进展

微重力条件下汽相生长CdZnTe晶体可以克服浮力对流,实现“无接触”生长,获得厚度均匀、结构完整、纯度高的材料.本文综述了国内外空间汽相生长CdZnTe晶体的研究进展.  

平面型24元InGaAs短波红外探测器

设计了带有保护环结构的平面型24×1 InGaAs线列短波红外探测器,利用n-i-n+型InP/In0.53Ga0.47As/InP外延材料闭管扩散制备了平面型探测器。LBIC测试显示光敏元没有明显扩大,保护环起到了有效的隔离效果;I-V测试表明器件的优值因子R0A约4.2×106.cm2,在-0.1 V反向偏压下的暗电流密度约22nA/cm2,拟合得到的理想因子接近1,说明正向电流成分主要为扩散电流;在室温20℃,器件的响应光谱在0.9～1.68μm波段范围,其平均峰值电流响应率为1.24 A/W,平均峰值探测率为3.0×1012cm.Hz1/2/W,量子效率接近95%,响应的不均匀性为2.63%。  

基于APD的紫外光语音通信系统设计

设计了一套基于雪崩光电二极管(APD)的紫外光语音通信系统,系统分为硬件电路、软件和光学系统三个部分。采用先进多带激励(AMBE)编码和开关键控(OOK)调制技术,使语音通信速率降低到2.5kb/s。实验表明,该系统在光功率仅为纳瓦量级时仍能完成实时语音通信,系统的研制对日盲APD的制造和应用具有现实的指导意义。  

高性能CMOS带隙基准电压源及电流源的设计

介绍了一种高性能CMOS带隙基准电压源及电流源电路,基准电压源使用两个二极管串联结构来减小运放失调影响结果的系数,同时采用大尺寸器件减小运放的失调;采用共源共栅电流镜提供偏置电流来减小沟道长度调制效应带来的影响;在此基准电压源的基础上,利用正温度系数电流与负温度系数电流求和补偿的方法,设计了一种基准电流源。使用CSMC公司0.5μm CMOS工艺模型,利用Spectre工具对其仿真,结果显示:电源电压为5 V,在-40～85℃的温度范围内,基准电压源温度系数为20.4×10-6/℃,直流电源抑制比为1.9 mV/V,电流源温度系数为27.3×10-6/℃,电源抑制比为57 dB。  

弱p型碲镉汞材料和陷阱模式光导探测器

窄禁带碲镉汞(HgCdTe)为电子和空穴混合导电的多载流子体系材料,特别是对于弱p型材料,由于电子和空穴的迁移率相差大约两个数量级,更容易受到少数载流子电子的干扰,因此单一磁场的霍尔测试无法区分迁移率较低性能较差的n型材料和p型材料。通过变温变磁场的霍尔测试对两种碲镉汞材料的磁输运特性进行了测试区分。另外对由弱p型材料制备的陷阱模式光导器件的工作机理进行了初步分析,解释了这种器件相对于传统器件所表现出的独特优势。