用于遥感的多色单个探测器至探测器列阵的发展

摘要

要想了解地球大气所包含的化学和物理循环,了解CO2、O3、H2O和CH4等大气物质在空间和时间上的分布至关重要.虽然某些遥感技术可用来测量这些大气物质,但那是一些采用复杂仪器的高成本技术.因此,利用单台遥感仪器同时测量这些大气物质,这对于降低成本、减小仪器的尺寸和复杂性具有明显的意义.在保持仪器灵敏度和探测距离的同时,多色探测器的质量,即高量子效率和低噪声也极其重要.本文介绍了单元多色探测器的结构,这是研制多色焦平面列阵的第一步.这种探测器由做有p-n结的Si、GaSb和InAs三层薄片构成,它们被焊接在一起并分别覆盖从紫外到900 nm、从800 nm到1.7 μm和从1.5 μm到3.4 μm的光谱波段.为了优化薄片的厚度以达到最大的吸收系数,每种材料的吸收系数都已建模.除InAs层之外,其它两层薄片的量子效率都已测定.本文报导了对每层结构进行的光学和电学表征,其中包括Sip-i-n结构以及GaSb和InAs p-n结的暗电流和光谱响应测量.材料的加工效应也得到了讨论.