InGaAs PIN光电探测器的加速老化研究

InGaAs PIN光电探测器在空间遥感、卫星通讯等方面有着广泛的应用。利用358K恒温加速老化实验研究探测器长时间稳定工作时输出电信号噪声的演化规律,并在此基础上,通过对比老化前后探测器的线性区及其噪声温度特性,讨论了探测器在长期工作过程中的失效情况。结果表明,在连续工作大约10.8年后,探测器本底噪声中热噪声增加了约20%,暗电流噪声增大了约0.35%。探测器的线性区范围下降了约10%。得到因长期工作而修正的探测器噪声模型。     

热释电探测器外部噪声的研究

研究了ＰＥＣ结构热释电探测器的环境温度变化噪声及机械振动噪声，介绍了两种降低外部噪声的方法，得出了比探测率、环境温度变化产生的噪声与负载电阻的关系，并进行了实验验证；并对双元探测器的一些特性进行了研究。     

二氧化碳激光外差探测系统的探测器性能研究

本文研究了用于二氧化碳(CO_2)外差光雷达探测系统的一组探测器的性能。即使是名称上完全相同的探测器,也能找到相当大的差别。一种探测器在高达13dB的本振散粒噪声时,可获得近似理想性能。这可用预想的信噪比变化与本振噪声变化进行比较的图解法作说明,另一些探测器在饱和效应降低性能之前,只能获得3～4dB的本振噪声。讨论了对定标和对雷达系统的总性能的影响。     

短波红外InGaAs焦平面噪声特性

为研究铟镓砷焦平面的噪声特性,设计了两种不同吸收层掺杂浓度的InGaAs外延材料,采用标准工艺制备了平面型160×128元光敏芯片,并与相同结构的读出电路倒焊耦合形成160×128元焦平面,采用改变积分时间和改变器件温度的方法,测试焦平面的信号与噪声.通过研究不同材料参数、器件性能与焦平面噪声的关系,定量分析了短波红外InGaAs焦平面的噪声特性.结果表明,焦平面噪声主要来源于焦平面耦合噪声和探测器噪声,降低InGaAs外延材料吸收层的掺杂浓度,可以有效降低探测器电容,从而降低焦平面的耦合噪声;而探测器噪声由探测器暗电流和工作温度影响,该噪声在长积分时间下决定了焦平面的总噪声水平.实现低暗电流、低电容特性的光敏芯片是降低焦平面噪声的有效途径.     

光电探测器前置放大电路设计与研究

光电探测器前置放大电路设计的好坏直接影响到整个系统的探测精度．介绍了光电探测器前置放大电路的设计与研究,主要阐述了光电转换电路、放大电路带宽、放大电路噪声、放大电路稳定性以及其他一些需要注意的问题,并设计了一种能够有效降低噪声和温飘,具有大的动态输入范围的放大电路．     

雪崩光电探测器的噪声抑制技术研究

背景光噪声和探测器暗噪声是影响激光测距系统探测灵敏度的重要因素,根据所选探测器的特性,仿真分析了温度对探测器暗噪声的影响,当温度由60℃降低到-40℃时,探测器噪声等效功率减小1个数量级;同时采用光谱滤波和空间滤波法抑制背景光噪声,从而提高激光测距系统探测灵敏度。仿真计算结果表明,当同时采用降温、光谱滤波和空间滤波方法抑制噪声时,探测灵敏度可提高7.7倍。     

基于探测器噪声分析的红外图像增强算法

红外成像制导系统中,来自目标的辐射信号是极其微弱的,噪声特性直接影响探测器的探测能力,降低探测器的噪声是提高其探测能力的有效方法之一。首先,对探测器噪声的频谱进行了分析;然后,提出了基于探测器噪声分析的红外图像去噪算法——基于小波域自适应维纳滤波算法,主要讨论在预处理阶段如何去除白噪声和分形噪声。由于分形噪声的小波系数是平稳的,不相关的,可近似看作高斯白噪声,通过对图像进行小波变换,先将分形噪声转化为白噪声,进而采用自适应维纳滤波算法滤除噪声。用采集的大量红外图像作实验,结果表明,该算法能够有效地去除多元探测器成像中的噪声信号,显著地提高信噪比,为后续弱小目标的检测和识别提供了良好的基础。     

快速响应热释电器件降噪

振动噪声对长波快速响应热释电红外探测器的实际应用影响较大,减少振动噪声是热释电探测器研究的重要内容之一。提出采用自适应滤波的方法来降低振动噪声,并且就这种方法进行了讨论。     

红外探测器的1/f噪声谱测试

研究红外探测器的1／f噪声谱是为了解探测器表面处理情况,尽可能地降低1／f噪声谱的转折频率。文中对1／f噪声进行简单介绍后,叙述了1／f噪声测试原理及系统组成,最后给出了典型的HgCdTe光导／光伏型探测器的1／f噪声谱曲线,并对其进行了分析说明。     

光电探测器组件辐照后性能退化的噪声表征

本文用爆裂噪声表征总剂量电离辐射(TID)对光电探测器组件的损伤情况。通过对辐照前后的光电探测器组件进行噪声测试,然后对比分析其结果。实验结果表明,总剂量辐照后,相对于辐照前,光电探测器组件内部明显出现了爆裂噪声,即组件内部出现了大量缺陷,导致组件的可靠性降低。     

256元锑化铟光伏焦平面探测器

本文从几个方面简要介绍了２５６元锑化铟光伏焦平面探测器的研究情况，并从焦平面的角度讨论了长线列探测器的工艺及设计要求，另外也介绍了信号处理电路的研制情况以及如何完成焦平面的互连及测试工作。最后介绍了器件的测试结果及一些应用情况。     

PVInSb红外探测器的阻抗——频率特性分析

通过理论计算和实际测试，给出了ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的低频阻抗－频率特性曲线，结合检测阻抗／动态电阻的方法和阻抗－频率特性曲线的变化规律，分析讨论了ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的阻抗与动态电阻的异同，从而说明在涉及ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的阻抗／动态电阻时，即使在低频范围也要具体考虑频率因素的影响。     

CW CO2激光对PV型InSb探测器的破坏效应

通过测量光伏型锑化铟探测器在不同功率密度、不同辐照时间的CW CO2激光辐照时性能的变化,得到其破坏阈值区间.理论上用一维热模型计算了探测器在激光辐照过程中的温升,结果表明,PV型InSb探测器的破坏效应源于连续波激光辐照过程中温升达到InSb材料熔点时其pn结退化为电阻.     

高斯激光辐照焦平面探测器温度场分析与仿真

为了研究激光辐照焦平面探测器的温度效应,采用ANSYS有限元软件建立高斯脉冲激光辐照锑化铟红外焦平面探测器的3维结构分析模型,并对该探测器3维温度场效应进行了研究。结果表明,激光辐照下,探测器最大温度出现在最上层的锑化铟芯片上,探测器最大温度达到锑化铟芯片熔点温度798K时,将会引起探测器的热熔融损伤,且熔融损伤阈值受到脉宽、光斑半径等激光参量的影响;高斯脉冲激光辐照下,探测器中各层材料的温度场分布呈现出非连续的高温极值区域,其主要原因是位于锑化铟红外焦平面探测器中间层相间分布的铟柱和底充胶具有迥异的热学性质,并且造成探测器温度场云图中锑化铟芯片、底充胶与硅读出电路高温极值区域形成类似于互补的高温分布。这为进一步研究温升效应引起的应力场分布、提高探测器激光防护性能提供了重要的理论分析依据。     

光伏型锑化铟红外探测器开路失效研究

主要对光伏型锑化铟红外探测器组件开路失效现象进行分析。选取典型失效产品,通过性能测试、解剖等分析方法,寻找失效原因(金层表面有网状胶存在、引线与金属化层形变不够导致键合失效,芯片材料崩裂等),并对引起失效的机理进行了分析。     

基于InSb的新型红外探测器材料（特邀）

InSb单晶是制备工作于中波红外大气窗口（3~5 μm）光子型探测器的典型光电转换材料,采用该单晶材料所制备的InSb红外探测器以高性能、大规格像元阵列、高稳定性和相对低成本为特点,广泛应用于军用红外系统和高端民用红外系统领域。然而,InSb 红外探测器响应波长范围固定不可调节、响应仅限于短中波红外而对长波红外无响应、相对有限的载流子寿命制约器件高温工作性能等固有特点,限制了该型探测器在工程中的广泛应用。文中系统地介绍了基于InSb材料人们为改进上述不足所开展的新型材料及其光电响应方面的研究结果。这些材料主要包括:采用合金化方法改变InSb组分形成新型多元合金材料、采用量子结构形成新型低维探测材料。对于新型合金材料,介绍了材料的合金相图、带隙与合金组分的关系、带隙的温度关联特性,并给出采用该材料制备器件的典型光电性能;对于量子结构材料,介绍了材料的制备方法、带隙与量子尺寸的关系,以及采用该材料制备原型器件的典型光响应特性。最后,对新型InSb基红外探测材料与器件的发展趋势、关键问题、研究重点进行了探讨。     

InSb面阵探测器波段内脉冲激光干扰响应特性研究

介绍了激光定向干扰红外探测系统的干扰机理及波段内激光定向干扰的主要干扰方式.以InSb红外探测成像系统为研究对象,开展了典型条件下的波段内脉冲激光定向干扰试验,分析了InSb面阵探测器对波段内脉冲激光干扰的响应特性,获取了探测器在脉冲激光干扰下的损伤模式和损伤阈值,为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础.     

锑化铟晶片的电学均匀性研究

锑化铟焦平面探测器是红外成像系统的重要组成部分,对红外成像的成本和性能都有重要影响。锑化铟晶片的质量及均匀性决定了探测器的性能。通过霍尔效应测试、低温探针法以及微波光电导衰退法研究了锑化铟晶片的电学性能均匀性。结果表明,所制备的锑化铟晶片的载流子浓度和电子迁移率的面分布较均匀,但低温电阻率以及少子寿命的分布呈现较小的非均匀性变化,这主要与锑化铟生长过程中的杂质分凝有关。     

激光辐照光伏型锑化铟探测器的损伤机制研究

本文研究激光辐照光伏型梯化铟探测器的损伤机制，指出激光的损伤使局部ｐｎ结退化为电阻，对器件性能的影响等效于并联一个电阻，用来解释实验中的各种现象，理论与实验曲线符合得很好。该模型也可以解释闪光效应，即光照对此种器件的修复作用。     

基于可靠性试验的InSb红外探测器失效机理研究

对于芯片加速寿命可靠性试验来说,温度是其中最重要的一环。首先,立足于芯片可靠性试验中温度的变化,探究高温烘烤对InSb红外探测器芯片光电性能的影响;然后对盲元的类型进行了分类,并总结出了像元损伤的可能原因;最后利用有限元分析软件对探测器结构进行了热应力仿真和分析,进一步明确了芯片碎裂的机理。由仿真结果可知,芯片中心位置受力较大,其值在680 MPa左右,这与InSb探测器中心位置易发生疲劳失效现象相吻合。提供了一种研究InSb探测器失效机理的新思路,对于高性能InSb红外探测器的研制具有一定的实际指导意义。