基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器研究

提出了一种由基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器设计方案,即利用电子俘获材料薄膜与普通CCD摄像机耦合组成复合式短波红外阵列探测器,通过电子俘获材料的波长转换功能,间接实现对短波红外激光的探测.分析和研究了复合式探测器的薄膜制备、泵浦光源设计、滤光装置设计、耦合方式设计及图像处理系统等关键技术问题,并对样机进行了短波红外激光探测实验.结果表明,复合式探测器在对1060 nm、1310 nm、1550 nm等短波红外波长激光的探测上均有良好表现.     

InGaAs短波红外探测器

与InP衬底晶格常数相匹配的In0.53Ga0.47As材料能够制作出高质量的光电探测器,可工作在室温或热电制冷条件下,光响应谱范围为0.92～1.7μm,具有高达80%以上的量子效率.通过对InGaAs探测器芯片平面和平台式结构的分析,以及InGaAs芯片和HgCdTe芯片的性能测试、比较,充分证明了InGaAs材料芯片的优越性及研制在室温下工作的高性能InGaAs探测器的可行性.对InGaAs芯片相对光谱特性的测试表明,InGaAs材料温度响应重复性较好.     

InGaAs短波红外探测器研究进展

InxGa1 -xAs材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,随In组分含量的不同,其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5 μm范围内变化,并具有高量子效率,加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式,很容易获得大面积高质量的外延材料,InGaAs材料因此成为一种重要的短波红外探测材料.InGaAs探测器可以在室温或近室温下工作,且具有较高的灵敏度和探测率,是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的最佳选择,因此InGaAs短波红外探测器获得了飞速的发展和广泛的应用.同时对国内外InGaAs焦平面探测器发展状况和趋势进行了介绍.     

短波红外焦平面探测器及其应用进展

简要介绍短波红外焦平面阵列(SWIRFPA)的相关概念,从探测器材料、探测器制备工艺方面讲述国内外在短波红外焦平面探测器研究领域取得的进展,列举HgCdTe和InGaAs材料短波红外焦平面探测器产品,描述当前短波红外焦平面探测器的研究动向,最后列举了一些有代表性的短波红外焦平面阵列的应用.     

短波红外InGaAs焦平面探测器研究进展

短波红外InGaAs焦平面探测器具有探测率高、均匀性好等优点,在航天遥感、微光夜视、医疗诊断等领域具有广泛应用。近十年来,中国科学院上海技术物理研究所围绕高灵敏度常规波长（0.9～1.7 μm） InGaAs焦平面、延伸波长（1.0～2.5 μm） InGaAs焦平面以及新型多功能InGaAs探测器取得了良好进展。在常规波长InGaAs焦平面方面,从256×1、512×1元等线列向320×256、640×512、4 000×128、1 280×1 024元等多种规格面阵方面发展,室温暗电流密度优于5 nA/cm2,室温峰值探测率优于5×1012 cm·Hz1/2/W。在延伸波长InGaAs探测器方面,发展了高光谱高帧频1 024×256、1 024×512元焦平面,暗电流密度优于10 nA/cm2和峰值探测率优于5×1011 cm·Hz1/2/W@200 K。在新型多功能InGaAs探测器方面,发展了一种可见近红外响应的InGaAs探测器,通过具有阻挡层结构的新型外延材料和片上集成微纳陷光结构,实现0.4～1.7 μm宽谱段响应,研制的320×256、640×512焦平面组件的量子效率达到40%@0.5 m、80%@0.8 m、90%@1.55 m;发展了片上集成亚波长金属光栅的InGaAs偏振探测器,其在0 °、45 °、90 °、135 °的消光比优于20:1。     

长波QWIP-LED量子阱红外探测器杜瓦研制

在用于封装长波QWIP-LED量子阱探测器的杜瓦研制中,详细阐明了一种用于封装长波QWIP-LED量子阱红外探测器的结构,结构采用侧罩式设计,光信号从红外窗口进入,近红外窗口透出,提出了一种探测器胶接在管座上,管座整体再螺接在冷头的方法,提高探测器的互换性,通过热适配设计,降低低温应力对探测器影响,选择低冷损的TC4材料,降低杜瓦漏热,基本解决了长波QWIP-LED量子阱探测器杜瓦组件的关键技术,性能指标达标,成像效果良好,达到工程封装要求。     

红外探测器／CCD耦合技术

本文讨论应用于镶嵌焦平面列阵(FPA)的探测器/CCD 耦合技术。给出了大量最佳的耦合连接电路,简单介绍了耦合连接功能如:信号注入、阻抗匹配、信号调节、背景抑制、缓冲及前放等电路。     

短波红外InGaAs／InP光伏探测器系列的研制

采用气态源分子束外延方法及应用有源区同质结构及较薄的组分渐变InxGa1-xAs缓冲层,研制了波长扩展的InGaAs/InP光伏探测器系列,其室温下的截止波长分别约为1.9μm,2.2μm.和2.5μm.对此探测器系列在较宽温度范围内的性能进行了细致表征,结果表明在室温下其R0A乘积分别为765,10.3和12.7Ωcm2,比室温降低100K时其暗电流和R0A可改善约3个量级.瞬态特性测量表明此探测器系列适合高速工作,实测响应速度已达数十ps量级.     

高性能短波红外 InGaAs 焦平面探测器研究进展

中科院上海技物所近十年来开展了高性能短波红外 InGaAs 焦平面探测器的研究。0.9～1.7?m近红外 InGaAs 焦平面探测器已实现了256×1、512×1、1024×1等多种线列规格,以及320×256、640×512、4000×128等面阵,室温暗电流密度＜5 nA/cm2,室温峰值探测率优于5×1012 cm?Hz1/2/W。同时,开展了向可见波段拓展的320×256焦平面探测器研究,光谱范围0.5～1.7?m,在0.8?m 的量子效率约20%,在1.0?m 的量子效率约45%。针对高光谱应用需求,上海技物所开展了1.0～2.5?m 短波红外 InGaAs 探测器研究,暗电流密度小于10 nA/cm2@200 K,形成了512×256、1024×128等多规格探测器,峰值量子效率高于75%,峰值探测率优于5×1011 cm?Hz1/2/W。     

遥感应用中短波红外探测器系统的信噪比计算

短波红外探测器技术在空间遥感领域有着重要的应用.在焦平面系统中,信噪比是设计的一项重要指标.正确计算信噪比可以检验设计的正确性,衡量设计系统的整体性能,并对系统中器件和规格的选择做出指导.介绍了两种针对短波探测器系统信噪比的计算方法,并对其进行了分析比较.最后,分别使用两种方法对一个实例进行信噪比计算,并将结果进行了比较.     

一种可用于红外条纹相机的新材料

提出了一种电子陷阶型红外上转换新材料．它的红外响应波长范围为０．８－１．６μｍ,量子效率高达６６％,是一种优良的红外材料．测量了材料的时间分辨率和能量转换效率．     

肖脱基势垒红外摄象器件

本文介绍肖脱基势垒红外摄象器件的工作原理;最近的重大进展及几种典型器件的结构。尤其是光学谐振腔及对不均匀性的校正技术。     

2006年移动终端热门技术

2006年移动终端的热门技术主要涉及到多模接入、多媒体、智能化、数据连通性、移动搜索、外观设计和待电等多个方面,其中以多模接入和多媒体最受关注。移动终端将不仅可同时支持各种制式和频段的蜂窝网络。还可支持其他网络。实现真正的“无缝连接”;此外。随着在显示屏技术、存储容量、连接技术、电源和材料等技术上的进步,移动终端将更智能、更时尚、更便捷实用。     

新型汽车主动式红外夜视系统的研究与开发

为了提高夜间行车的视距范围,采用远距离红外照明成像技术研制了汽车主动式红外夜视系统.经测试,在无光环境下,样机的视距可达到200m.本文深入总结了汽车主动式红外夜视系统的总体设计技术,并对CCD摄像机和红外光源的关键参数进行了深入的分析与计算.文中的设计思路与设计方法可供相关行业人员参考.     

一种适于条纹相机的新型组合红外阴极

利用电子俘获材料的快速红外上转换特性,将其制成红外上转换屏与可见光阴极耦合构成了一种适用于条纹相机的新型组合红外阴极,测量表明：它能将可见光条纹相机的波长响应范围延伸至０．８～１．６μｍ,而且时间分辨率优于２４ｐｓ、红外最小可探测能量密度优于４．８×１０－９Ｊ／ｍｍ２．     

远距离红外与微光/可见光融合成像系统

提出了一种基于查找表的硬件方法,实现了基于l空间色彩传递的图像融合,并以此为基础研制了一种红外热像仪/微光电视/CCD融合成像系统。微光电视和CCD分别在夜间和白天与热像仪融合,构成一全天时的融合成像系统。该系统能够获得近似自然色的图像融合效果,并具有较好的色彩一致性。系统还设计了两种视场,以适应大视场搜索、小视场跟踪的需要;增加了激光测距能力,以满足距离估算的需要。实验结果表明了该系统在导航、监控和目标探测等方面的应用潜力。     

星载多光谱CCD相机电子电路研制

研制的多光谱CCD相机采用线阵CCD推扫方式成像,具有5个成像谱段,每个谱段的敏感器阵列由3片CCD拼接而成,给出了相机电子电路部分的总体设计方案。采用各片CCD信号串行读出的方法形成两路视频信号,简化了星上数据处理电路。设计了直流差分耦合电路,使信号直流漂移降到20mV以下,采用无源滤波器抑制信号噪声,在保证奈奎斯特频率衰减小于0.5dB的前提下,使信号随机噪声降到了2mV以下。