国外红外光电探测器发展动态

主要综述三代红外光电探测器的材料体系与研究现状,以及分析红外光电探测器的未来发展趋势。首先,简述红外光电探测器及其三个发展阶段。然后,论述适于三代红外光电探测器发展的碲镉汞（HgCdTe）、量子阱光探测（QWIPs,quantum-well photodetectors）、二类应变超晶格（SLS,type-Ⅱ strained-layer superlattices）和量子点红外光探测（QDIPs,quantum dot IR photodetectors）四个材料体系,以及介绍它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。     

红外探测器的最新进展

首先,简述了红外光电探测器的发展历史以及分类,可分为室温探测器和低温探测器。然后对每种探测器所使用的材料进行了介绍,室温探测器介绍了氧化钒、无定型硅,低温探测器介绍了碲镉汞（HgCdTe）、量子阱和锡化物超晶格,以及它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,介绍了黑硅材料以及黑硅在探测器应用中的最新进展。     

量子点红外光电探测器

美国南加利福尼亚大学和得克萨斯大学的研究人员联合研制出一种用于8μm—12μm大气窗口的量子点光电探测器．经过致冷的量子点探测器的性能可与目前的量子阱红外光电探测器匹敌,但比HgCdTe本征探测器约低一个数量级,     

量子点红外探测器研究进展

量子点红外光电探测器(QDIP)凭借自身的优点,未来很有可能与碲镉汞(HgCdTe)红外探测器、量子阱红外光电探测器(QWIP)和非制冷微测辐射热计相竞争。目前,普遍采用自组织方法生长量子点,研究主要集中在:①隧道量子点红外探测器(T-QDIP);②量子阱中量子点(DWELL)红外探测器;③Si基QDIP;④Ge QDIP。本文阐述正在研究的几种QDIP,并对下一代传感器用QDIP进行预测。     

走向第三代HgCdTe红外探测器

随着红外技术的不断发展,先进红外系统对多光谱探测器的需求正在日益增长。虽然HgCdTe光电二极管和量子阱红外光电探测器在中波红外和长波红外范围都具有多色探测能力,但是它们各自都有自身的优缺点。量子阱红外光电探测器比较容易制备,且具有成品率高、可操作性高、均匀性好和成本低的优点。     

基于中波红外／长波红外双波段量子阱红外光电探测器的焦平面列阵

量子阱红外光电探测器由于具有光谱吸收窄、热分辨率好以及1／f噪声和固定图形噪声低等优点,特别适用于涉及几个大气透射波段的热成像应用。     

第三代焦平面列阵红外探测组件与应用

第三代红外探测组件预计将能够提供视频分辨率、更多的像素以及诸如多色或多波段、高帧速和较好的热分辨率之类的先进功能。本文简要介绍德国AIM公司的基于碲镉汞和量子阱红外光电探测器的红外技术的现状以及它们的一些应用。     

量子阱红外光电探测器的非线性特征

人们对量子阱红外光电探测器在热成像方面的应用潜力具有一定的认识,但对这种器件的非线性特征及其潜在的应用却研究得很少。目前,德国和加拿大已联合研制出一种能够对皮焦耳范围的中红外脉冲进行表征的量子阱红外光电探测器。据参加研制工作的有关专家称,这种光电探测器包含三个等距的能级（见图1）,     

碲镉汞探测器的回顾与展望（特邀）

20世纪50年代末,碲镉汞（HgCdTe）合金半导体材料的发明,奠定了热成像的技术和工程应用基础。1975年,美国提出基于第一代红外探测器的热成像通用组件概念——“模块化通用夜视热瞄镜”（Modular Common Thermal Night Sights, MCTNS）,从此HgCdTe材料和探测器被大规模应用于军事领域。从HgCdTe材料的基本物理性质出发,分析了HgCdTe探测器的优点,认为HgCdTe探测器依然是目前性能最好的红外探测器,且正在向多元化方向发展,包括（但不限于）大面阵、平面结和异质结、双波段、甚长波、150 K级工作温度、雪崩探测器等。随着新结构、新模式、新机理、新方法、新工艺的进步,HgCdTe材料和探测器必将达到一个新高度,仍然是第四代主流的红外焦平面探测器。     

红外技术与应用XXXIV

SPIE Vol.6940第一部分一、量子阱红外光电探测器、量子点红外光电探测器、阱中量子点及量子阱子带内光电探测器焦平面列阵1.阱中量子点红外光电探测器的探测波长的调节(Linda H(?)glund等)     

生长在InP上的InAs量子点红外光电探测器

诸如量子阱红外光电探测器之类的子带间探测器在红外遥感中已得到广泛使用。经预测,量子点红外光电探测器的性能比量子阱红外光电探测器更好。美国西北大学的研究人员利用低压金属有机化学汽相淀积技术在InP衬底上生长成了一种InAs量子点红外光电探测器。该器件结构由多个带有GaAs／AlInAs／InP势垒的InAs量子点叠层组成。其峰值波长和截止波长分别为6．4μm和6．6μm。在77K温度下,     

用作多通道长波光谱仪的量子格栅红外光电探测器列阵

美国陆军研究实验室的研究人员制备出了一种可用作多通道长波红外光谱仪的量子格栅红外光电探测器列阵．这种量子格栅红外光电探测器列阵是利用在7μm～16μm波长范围内具有宽带吸收特性的量子阱红外光电探测器材料结构制备的．用这种量子阱红外光电探测器材料制备量子格栅红外光电探测器器件的好处是,在该材料吸收范围内的各个相关波长上的光散射,可以在每个器件中形成一种窄带探测。     

用于空间和地球科学研究的大规格窄波段、多波段和宽波段长波红外量子阱光电探测器焦平面

本文对一个640×512元的长波长截止窄波段(△λ／λ≈10％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵、一个在4μm-16μm谱区有四个波段的量子阱红外光电探测器焦平面列阵和一个截止波长为15．4μm的宽波段(△λ／λ≈42％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵进行了论证。     

昆明物理研究所红外焦平面技术发展现状

介绍了昆明物理研究所近几年在红外焦平面探测器组件技术方面的最新进展.随着探测器组件技术的全面突破,焦平面探测器组件批量生产线的建设是昆明光电子产业基地建设的核心内容.HgCdTe材料的提纯、CdZnTe衬底、HgCdTe材料LPE薄膜工艺、探测器芯片平面工艺、读出电路设计和制作、真空杜瓦封装、集成整体式斯特林制冷技术已全面成熟,LW288×4、MW320×256HgCdTe焦平面探测器组件形成批量生产,具备年产数千套探测器组件的生产能力.近期计划完成HgcdTe LW576×6,MW640×480、GaAs/A1GaAs QWlP320×256探测器组件研制.将进一步发展320×240/640×480热释电材料及微测热辐射计非制冷焦平面探测器,1K×1K规模焦平面探测器组件,双色及多色量子阱焦平面探测器组件,在红外焦平面探测器技术领域达到世界一流水平.     

已提高温度稳定性和降低固定图形噪声的红外探测器列阵

美国专利US6583416 (2003年6月24日公布) 同光电探测器相比,热探测器具有无需致冷的优点。然而,目前这一代非致冷红外成像器在性能上与致冷型传感器相比还有很大的差距。这主要是由于非致冷型探测器的热隔离性能差和在探测过程中会引入噪声等造成的。     

红外成像光学系统进展与展望

随着红外焦平面探测器向大面阵、多维度(例如双/多波段)信息获取、高灵敏度的第三代探测器技术发展,对红外成像光学系统的设计、光学元件加工、光学膜镀制、红外光学系统装调与测试等方面提出了新需求。本文在简述第一代热成像系统红外光学、第二代红外/热成像红外光学的基础上,梳理了第三代红外/热成像系统对红外光学的要求,综述了第三代红外成像光学系统解决这些新要求的技术进展,并展望了新技术的发展趋势。     

国外量子阱红外焦平面探测器的发展概况

以GaAs／A1GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面探测器因其成熟的材料生长和器件工艺技术,一直是与传统的HgCdTe红外探测器并驾齐驱的红外探测器。近十年来随着对器件结构、机理及器件工艺的不断改进,大面阵Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面器件发展显著。本文介绍了量子阱红外焦平面探测器的优越性及存在的问题,当前欧美国家量子阱红外焦平面探测器的最新研究发展、产品现状及应用前景。     

美国制成世界上最大的量子阱红外探测器列阵

据美国宇航局(NASA)网站报道,由NASA领导的一个研究小组于今年2月制备出了世界上第一个100万像元的量子阱红外光电探测器列阵并对其进行了测试。这种新型探测器有望成为用于各种科学和商业应用的常规红外探测器技术的一种低成本替代技术。     

采用量子点敏化光电二极管的近红外成像仪

据《Laser Focus World》杂志报道,InGaAs光电二极管和量子阱红外光电探测器是特别适合在1μm～2μm附近谱区内进行近红外探测和成像的典型器件。但是用这些材料来制作大面积的器件,其成本显得过于昂贵,     

新颖的红外焦平面阵列技术

本文主要介绍新颖的GeSi/Si异质结势垒内光电发射长波红外探测器阵列和AlGaAs/GaAs量子阱红外光电探测器阵列的现状、工作原理、典型结构、制备技术及其性能。