红外探测器

摘要： 红外探测器的性能受内部结构各层掺杂浓度的影响,而倍增层掺杂浓度会明显改变器件的性能。为了降低暗电流,提高器件性能,采用三元化合物In_(0.83)Al_(0.17)As作为倍增层材料,借助仿真软件Silvaco详细研究了In_(0.83)Al_(0.17)As/In_(0.83)Ga_(0.17)As红外探测器的倍增层掺杂浓度对器件电场强度、电流特性和光响应度的影响规律。结果表明,随着倍增层掺杂浓度的增加,器件倍增层内的电场强度峰值增加,同时,器件的暗电流与光响应度减小。进一步研究发现,当倍增层掺杂浓度为2×10^(16) cm^(−3)时,器件获得最优性能,暗电流密度为0.62144 A/cm^(2),在波长为1.5μm时,光响应度和比探测率分别为0.9544 A/W和1.9475×10^(9) cmHz^(1/2)W^(−1)。

摘要： 以1280×1024红外焦平面探测器为例,利用三维可视化实体模拟软件建立了包含冷指部件、陶瓷框架、探测器芯片的三维模型,并利用ANSYS仿真软件对模型(仅球形冷台结构与常规冷台不同,其余零件均相同)进行了仿真对比。研究结果表明,球形冷台结构通过增加冷台与制冷机接触面的面积可以实现更低的芯片热应力以及更小的芯片热变形,进而提高探测器芯片的可靠性。

摘要： 红外探测器被广泛应用于红外侦查、预警、制导、遥感等领域。近些年来,随着应用需求的不断牵引,红外探测器在保持高空间分辨率、高温度灵敏度的同时,还需兼顾向小型化、集成化的发展。传统的单片式信号处理电路在极限性能、功能集成度方面已难以满足未来红外系统的发展需求,基于三维集成技术的红外探测器逐步成为解决方案之一,本文对微电子器件三维集成技术进行了简要介绍,列举了国外相关研究机构利用三维集成技术研制红外探测器的进展,探讨了三维集成技术在红外探测器研制中面临的挑战。

摘要： 红外成像技术是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐射的红外能量来实现精确成像的一种技术手段,在漆黑的夜晚也能够清晰成像。在红外成像系统中,探测器和光学元件是核心部件,其中光学元件主要包括红外窗口和内部透镜组。对于飞行器、地面车辆等装备,红外窗口的功能是保护热成像元件不受航空动力学负载干扰,不受在高速飞行中所遇到的恶劣气候干扰,使其能够在全天候下正常工作。因此,红外窗口材料必须同时满足以下条件:(1)高的光学透过率,且透过率随温度升高没有大的变化,较宽的透过波段(可见光、3~5μm和8~12μm),低的光学散射;(2)足够高的强度、硬度、韧性,以及抗热冲击性能;(3)足够大的尺寸及相对较低的制造成本。

摘要： 红外地球敏感器作为检测地球矢量方位角的一种光学敏感器,是卫星实现姿态测量和控制的重要仪器.针对低轨道卫星(300~1600 km)应用需求,设计了一种面阵三视场静态红外地球敏感器,使用3个面阵红外探测器实现对三段地球红外辐射圈的位置测量,采用单片机80C32+FPGA的低成本、低功耗、小型化的设计方案,通过计算地球边缘的空间向量获得地心矢量.实验结果表明,姿态角随机误差标准差小于0.06°.

摘要： 红外探测器具有把物体辐射的光子信息转换为电信号的能力,拓宽了人们观察自然环境与人类活动的边界.当前,长波及甚长波红外探测器已在大气监测、夜间侦查、深空探测等领域有诸多应用.随着各国对高端红外探测器要求的快速提升,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度以及多维探测等性能指标的瓶颈日益凸显.基于微纳光学理论设计的人工微纳结构,可实现其与红外光子的高效耦合,综合调控红外光场的振幅、偏振、相位及波长等自由度.为拓展红外探测器额外的调控自由度,进而在实现高量子效率的同时,兼顾较高的响应速率与优异的偏振或波长选择性,集成红外探测器与人工微纳结构的研究思路近年来被广泛应用.本文讨论了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测领域的应用进展,详述了表面等离激元、局域等离激元、谐振腔结构、陷光结构、超透镜、赝表面等离激元、间隙等离激元和声子极化激元等机制的应用现状及各机制固有的优劣势,进而指出了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测应用的发展前景与方向.

摘要： 红外制导技术已用于多种精确制导武器,介绍了世界上典型的红外精确制导武器的发展现状,包括空空、反舰、面对空、空对面、反坦克和多用途导弹等,涉及便携式发射、地面车辆、飞机和舰船等多种发射平台,在此基础上总结分析了红外精确制导武器的特点,并在多光谱成像制导、多模复合制导、非制冷红外制导武器发展、多平台多功能应用、人工智能等新技术应用、以及模块化、通用化、标准化、系列化发展等方面提出了今后的发展趋势。

摘要： 利用有限元方法对2048×2048(15 m)红外焦平面杜瓦冷头的原始结构以及加入的平衡层结构进行了分析。在陶瓷基板下方增加膨胀系数较小的平衡层,对探测器芯片变形及热应力有一定的缓解作用。通过增大AlN平衡层上表面的直径,减小了芯片中心以外的翘曲范围,缓解了应力过于集中的问题。当直径超过芯片对角长度时,最大热应力骤减,最终趋于稳定;芯片变形量随之迅速减小。在直径为36 mm时,达到最小值(6.86 m);随后缓慢增加并趋于稳定。当AlN平衡层的直径超过芯片对角长度后,AlN平衡层的厚度对芯片变形的影响开始减小。通过加入AlN平衡层能够有效改善大面阵焦平面探测器芯片的变形及热应力,同时通过调节AlN平衡层的结构,可进一步优化探测器杜瓦组件的可靠性。

摘要： 在红外探测器铟柱蒸发的工艺试验中,有需要测量大量铟柱高度的情况,因此对铟柱高度测量方法进行了研究。手动逐点测量铟柱高度方式的结果较为准确,但是测量速度比较慢,消耗时间比较多。快速自动测量的方法使用了显微镜的扫描功能,并利用图像识别技术来自动识别铟柱,能够一次获取所有铟柱的高度,所以测量速度很快。详细介绍了这两种方法的操作步骤和重要选项的设置。经过测算,用快速测量方法测量1000个铟柱的高度只需要30分钟,测量时间能够减少76%,极大地提高了测量效率。最后分析了两种不同测量方法的优点和缺点。

摘要： 作为红外探测器封装中的关键工艺,引线键合的质量直接影响红外探测器组件的性能及使用寿命。通过在陶瓷基板与读出电路之间粘接不同厚度的陶瓷垫片来调整焊点间的高度。在键合后使用DAGE-SERIES-4000-PXY拉力测试仪得到不同高度差下的引线拉力。实验结果表明,当陶瓷基板与读出电路间未粘接陶瓷垫片时,引线强度最高。随着陶瓷垫片厚度增加,引线强度呈下降的趋势。

摘要： 碲镉汞长波红外长波探测器在气象卫星和航天红外遥感等领域有着广泛的应用,但是一直以来,响应光谱的谱形存在所谓的"多峰"现象,即在靠近峰值响应处,响应出现规律或不规律的较大的起伏.通过对以往的碲镉汞长波红外探测器芯片的响应光谱的测试数据进行分析，进一步采用光学干涉和理论仿真计算等方法，工艺上增加了增透膜以及在芯片周围增加碲镉汞材料等方案，成功解决了单元和多元长波红外探测器芯片的响应光谱的多峰问题，获得了长波红外探测器芯片的响应光谱的形成机制：即长波红外光子在单元或者多元探测器的芯片光敏面表面和芯片周围的蓝宝石表面形成较为强烈的干涉，从而导致了芯片光敏元表面的光强分布和光吸收对于波长的强烈相关性。该理论和工艺已经被成功地运用到风云二号的长波红外探测器芯片的设计中，并显示了理论和实验之间良好的一致性，为下一代定量化的红外光电探测系统红外探测器的研制奠定了理论和工艺基础。

摘要： 锑化物InAs/GaSb二类超晶格探测器是继碲镉汞红外探测器,量子阱红外探测器之后兴起的高性能制冷型红外探测器,具有暗电流小、俄歇复合率低、波长调节范围大等优点.目前国内外的InAs/GaSb二类超晶格探测器均用MBE生长.由于MOCVD是产业界主流技术,具有产能大生长温度高等特点,展开了用MOCVD生长InAs/GaSb二类超晶格探测器的工作.为了提高产能，采取了一台工业级的Aixtron2400机台，具备5×4",8×3"和11×2"的生长能力，成功生长了一个锑化物中波红外探测器。该器件的截止波长为4.8μm，X光衍射卫星峰半高宽小于40弧秒，PL半宽为26meV，器件峰值响应率1.4A/W，零偏结阻抗为2.3×104Ωcm2，峰值探测率为7.2×1012cmHz1/2/W。无论是材料质量还是器件性能本结果均与MBE生长的锑化物探测器相当，证明了MOCVD作为锑化物超晶格材料生长方法的可行性。

摘要： InAs/GaSbⅡ型超晶格材料具有较低的俄歇复合速率、较大的载流子有效质量以及相对较长的载流子寿命,并且带隙可在较大范围内连续可调的优良特性.相比于MCT材料,InAs/GaSbⅡ型超晶格材料更好的材料均匀性,使其在长波、甚长波红外探测器方面独具优势,特别是截止波长超过15μm的甚长波探测器.采用分子束外延（MBE）生长方法，在GaSb衬底上外延生长了InAs/GaSb超晶格甚长波红外探测器，器件结构采用P-π-M-N双异质结结构，吸收区采用15ML InAs/3.5ML GaSb/0.6MLInSb/3.5ML GaSb的结构。材料经过原子力显微镜、XRD等表征手段，证明材料较高的外延质量。经过标准半导体器件工艺之后，将Wafer制成尺寸为100μm的单元器件，并对其进行了低温IV测试以及77K下的光谱响应测试。测试结果表明，器件在35K下的R0A为11.89Ω.cm2，暗电流密度为6.1*10-4A/cm2。器件在77K,100mV的偏压下量子效率最高为35.14%，50%响应截止波长超过14μm。

摘要： 介绍了平流层艇载微波载荷技术的研究进展,分析了基于衍射光学系统的艇载光学载荷技术及其应用方向.根据现有飞艇平台承载能力,提出艇载光学载荷的发展,应重点突破大口径轻量衍射光学系统关键技术,首先发展红外目标成像探测系统,同时积极探索激光和红外共孔径,以及新型非制冷红外探测器问题;艇载微波载荷的发展,应重点突破共形轻量化天线关键技术,系统在总体设计上,应考虑成像探测一体化和主被动结合技术体制.

摘要： 针对红外探测器在空间应用中受高能电子辐照后暗电流退化的问题,开展了电子辐照对中波HgCdTe光伏器件暗电流影响的研究.在室温下利用1MeV电子对HgCdTe器件进行辐照试验,通过比较电子辐照前后和室温退火后器件的Ⅰ-Ⅴ特性,分析电子辐照对HgCdTe器件暗电流的影响机制.试验结果表明随着电子辐射注量的增加,HgCdTe器件的暗电流逐渐减小.通过室温退火试验,发现器件暗电流有明显的恢复.研究表明暗电流的这种变化源于电子辐射在HgCdTe器件中产生位移损伤,在p区中引入大量的施主型缺陷,使p区空穴浓度迅速下降,少数载流子寿命增加,从而导致暗电流减小.

摘要： 本文报导了基于InAs/GaSb/InSb/GaSb甚长波超晶格的能带可调性研究.经验紧束缚理论模拟结果显示,在二类超晶格InAs/GaSb中的GaSb层插入InSb可灵活的调节超晶格价带,进而达到调节带隙的目的.实验生长了一批有源区超晶格结构为15MLInAs/7MLGaSb的n-M-π-p甚长波器件.通过在有源区超晶格的GaSb层中插入0.6MLInSb,并改变InSb在GaSb中的位置,实现了截止波长从14.7μm到18.3μm的波长拓展.

摘要： 红外探测器的像元数增多,尺寸增大容易引发探测器-杜瓦失配问题,无杜瓦制冷作为避免该问题的一个可行手段,其特性规律值得深入研究.为此本文分别对有杜瓦、无杜瓦且冷屏外无遮挡和无杜瓦但冷屏外有遮挡这三种不同的焦平面组件结构,通过求解能量方程和辐射传递方程的耦合方程组来获得不同表面发射率和环境温度下焦面制冷组件所需的制冷量、焦面温度和温度均匀性,着重分析了通过冷屏内壁和探测器所在基板表面的漏热.研究表明:探测器组件外包多层和添加冷隔板能有效的取代杜瓦在隔热上的作用.此时随着表面发射率升高,探测器所在基板表面的漏热量将逐渐在辐射漏热中起主导作用.本研究有助于拓展无杜瓦组件结构在探测器制冷领域的应用.

摘要： 本论文概述了Mn掺杂弛豫铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMNT)和Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O-PbTiO3(PIMNT)的介电性能和热释电性能.掺Mn后的单晶介电损耗可降低到0.05％.PMNT(72/28)单晶的探测优值提高到Fd=27.61×10-5Pa-1/2，远高于传统热释电材料.而高居里温度的PIMNT单晶的相转变温度TRT和居里温度TC较PMNT单晶有较大提高,其温度使用范围可提高35-40°C,将在更高的温度范围内得到应用.制作了基于弛豫铁电单晶的热释电红外传感器,其比探测率最高可达D*=22.1×108cmHz1/2W,远高于基于LT单晶的探测器,具有广阔的应用前景.

摘要： 为提高红外探测系统的性能,利用一级共源共栅结构设计了一种红外探测器读出电路,在CDS相关双采样前增加一个相位自补偿电容提高电路稳定性.通过仿真分析,该补偿电容能使CTIA放大器输出过冲电压从76mV降低到4.9mV,信号稳定时间缩小到原来的1/10,完成设计流片后对该读出电路进行了性能测试,电路输出噪声变小,低于0.5mV,电路从常温到低温均能正常工作,输出信号摆幅大于2V,读出电路与探测器互连后在低温77K下工作状态稳定,克服了传统电路在低温下易振荡的现象,系统抗干扰能力得到明显提高.

摘要： 红外CCD成像器件在高温环境下工作,暗电流噪声大大增加,严重影响探测灵敏度.对此,使用半导体制冷和真空封装技术设计了探测器制冷组件,使CCD探测器稳定地工作在合适的温度,以相对较小的体积和功耗显著地提高红外器件的探测灵敏度.本文对探测器制冷组件整体结构、半导体制冷器选型、冷端耦合结构和热端散热结构进行了研究,最终在高温65°C环境下工作时CCD探测器制冷温度达到-27°C,组件重量0.8kg.

摘要： 该红外辐射探测器包括：基本辐射热测量探测器的成像像素阵列，各基本辐射热测量探测器由以下构成：辐射热测量膜片(1)，所述辐射热测量膜片包括由氧化钒VOx制成的膜(5)，其电阻率在6Ω·cm至50Ω·cm之间，所述膜片悬挂在衬底(4)上方，所述衬底(4)集成了用于读出由所述基本探测器所产生信号和用于顺序寻址所述基本探测器的信号的电路；至少一种吸气剂，其旨在捕获在形成所述探测器期间或之后的残余气体；气密密封的腔体，在其中容纳所述像素阵列和所述至少一种吸气剂，所述腔体的上盖包括对红外辐射透明的窗口，所述盖借助密封件被密封到支撑基本探测器的像素阵列的芯片或被密封到底部已连接支撑基本探测器像素阵列的芯片的封装体，所述腔体处于真空或低压下。

摘要： 本发明涉及红外探测领域，尤其是被动红外探测领域。一种被动式红外探测器，是在一电路板上设有2个红外元件、信号调理电路和控制电路，外界辐射的红外线能量通过一菲涅尔透镜片后，进入至该2个红外元件的采集接收端，信号调理电路将该2个红外元件的输出信号进行信号调理后输出至控制电路，该控制电路对信号波形进行检测分析。一种采用被动式红外探测器的探测方法，包括：A进行红外检测的步骤；具体是：a1建立红外检测系统，采用2个红外元件进行检测，且在该2个红外元件的采集接收前端设置1个菲涅尔透镜片；a2对波形进行处理；B进行检测判断的步骤；具体是：对检测的波形进行比对分析。本发明用于安防领域，进行被动红外人体探测。

摘要： 本发明主要提供一种红外报警系统，包括红外探测器，红外探测器包括红外探测器发射端，所述红外探测器发射端增设光敏传感模块，与发射端主控模块电连接；所述发射端主控模块根据所述光敏传感模块检测到的环境光强，调整所述红外发射模块的发射功率。本发明的红外报警系统，当监测到当前环境的光照强度偏高时，控制红外发射装置提高发射功率，确保有效安全防护距离不因光强较强而缩短，提高了系统的可靠性和稳定性；当监测到当前环境的光照强度偏低时，控制红外发射装置降低发射功率，在保证满足要求的有效安全防护距离的情况下，能够降低功耗，让供电电池的续航时间更长，而且红外发射管的使用寿命也能得到有效延长。

摘要： 本发明实施例公开了一种红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法，红外探测器包括至少一个像元，所述像元包括：从下至上依次设置的衬底层、至少一个层叠结构和顶层电极层；所述层叠结构包括从下至上依次设置的电极层和量子点红外吸收层；其中，所述量子点红外吸收层中包含有预设数量的胶体量子点，用于探测红外辐射；其中，不同层叠结构中的量子点红外吸收层探测的红外辐射的波长不同。该红外探测器制备工艺简单、成本低廉，此外，由于不同层叠结构中的量子点红外吸收层探测的红外辐射的波长不同，因此将不同探测波长的红外探测材料集成在同一个衬底结构上，可以较好地扩大红外探测器探测范围，提高系统性能。

摘要： 本发明实施例提供了一种红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法，红外探测器包括：衬底层，衬底层可透过预设的红外辐射波段的红外辐射；形成在衬底层上的第一电极层；形成在第一电极层上的一个红外探测单元或者间隔设置的至少两个红外探测单元，所述红外探测单元包括形成在第一电极层上的红外吸收层、形成在红外吸收层上的第二电极层，其中，红外吸收层中设有预设数量的胶体量子点。该红外探测器的制备工艺简单、成本低廉，并且完全不受外延设备的限制，可根据需求制备多种尺寸的红外吸收层，使得所述红外探测器可探测的红外辐射的波长灵活可调，通用性强。

摘要： 本公开涉及基于CMOS工艺的红外探测器像元和红外探测器，该像元包括：CMOS测量电路系统和位于其上的CMOS红外传感结构，二者均采用CMOS工艺制备；CMOS红外传感结构包括位于CMOS测量电路系统上的反射层、红外转换结构和多个柱状结构，柱状结构位于反射层和红外转换结构之间，反射层包括反射板和支撑底座，红外转换结构通过柱状结构和支撑底座与CMOS测量电路系统电连接；柱状结构包括叠加设置的至少两层立柱；每层立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成非金属实心柱的侧壁的材料和构成空心柱的侧壁的材料均包括金属。通过本公开的技术方案，解决了传统MEMS工艺红外探测器的性能低，像素规模低，良率低等问题；同时可以提高探测灵敏度。

摘要： 本公开涉及基于CMOS工艺的红外探测器像元和红外探测器，该红外探测器像元包括：CMOS测量电路系统和位于CMOS测量电路系统上的CMOS红外传感结构，CMOS测量电路系统和CMOS红外传感结构均采用CMOS工艺制备；CMOS红外传感结构包括位于CMOS测量电路系统上的反射层、红外转换结构和多个柱状结构，柱状结构位于反射层和红外转换结构之间，反射层包括反射板和支撑底座，红外转换结构通过柱状结构和支撑底座与CMOS测量电路系统电连接；柱状结构采用实心金属柱。通过本公开的技术方案，解决了传统MEMS工艺红外探测器的性能低，像素规模低，良率低等问题；同时，柱状结构采用实心金属柱，可实现稳定支撑，红外探测器的结构稳定性较好。

摘要： 本公开涉及基于CMOS工艺的红外探测器像元和红外探测器，该像元包括：CMOS测量电路系统和其上的CMOS红外传感结构，采用全CMOS工艺制备；CMOS红外传感结构包括位于CMOS测量电路系统上的反射层、红外转换结构和多个柱状结构，柱状结构位于反射层和红外转换结构之间，反射层包括反射板和支撑底座，红外转换结构通过柱状结构和支撑底座与CMOS测量电路系统电连接；红外转换结构包括吸收板和多个梁结构，吸收板用于将红外信号转换为电信号，并通过对应的梁结构与对应的柱状结构电连接；红外探测器像元还包括加固结构；加固结构用于增强柱状结构与梁结构之间的连接稳固性。由此，解决了传统MEMS工艺红外探测器的性能低，像素规模低，良率低等问题；且提升了结构稳定性。

摘要： 本发明提出了一种红外探测器封装组件及具有其的红外探测器，红外探测器封装组件，包括：壳体组件、芯片及引线环，壳体组件限定出腔室，芯片设于腔室内，引线环框架构成壳体组件的组成部分，芯片与引线环电学连接，以将芯片从腔室内电学引出。其中，壳体组件为低膨胀合金件，壳体组件开设有连通腔室的窗口，窗口通过蓝宝石窗片覆盖。根据本发明的红外探测器封装组件，采用管壳的形式进行封装，结构紧凑。壳体组件采用低膨胀合金件，低温下具有优异的机械强度、导热性和气密性。而且，低膨胀合金件的壳体组件低温下的热胀系数与蓝宝石窗片接近，可有效降低蓝宝石窗片在低温下的应力，另外，蓝宝石窗片抗压强度高且可实现较高的透过率。

摘要： 本实用新型主要提供一种红外报警系统，包括红外探测器，红外探测器包括红外探测器发射端，所述红外探测器发射端增设光敏传感模块，与发射端主控模块电连接；所述发射端主控模块根据所述光敏传感模块检测到的环境光强，调整所述红外发射模块的发射功率。本实用新型的红外报警系统，当监测到当前环境的光照强度偏高时，控制红外发射装置提高发射功率，确保有效安全防护距离不因光强较强而缩短，提高了系统的可靠性和稳定性；当监测到当前环境的光照强度偏低时，控制红外发射装置降低发射功率，在保证满足要求的有效安全防护距离的情况下，能够降低功耗，让供电电池的续航时间更长，而且红外发射管的使用寿命也能得到有效延长。