16红外焦平面器件

红外焦平面探测器介绍红外焦平面探测器（Infrared Focal Plane Array Detector，以下简称IRFPA）是一种用于探测红外辐射的器件，可广泛应用于航天、军事和民用领域。

它能够实时、高效地探测并转换红外辐射能量为电信号，从而实现红外图像的获取和处理。

工作原理IRFPA的工作原理基于红外辐射与物体表面的相互作用。

当红外辐射照射在IRFPA上时，它会导致IRFPA内的感光元件产生电子-空穴对。

感光元件通常由半导体材料制成，如硒化铟（InSb）、硫化镉汞（CdHgTe）等。

这些电子-空穴对随后在感光元件中分离并转换为电信号。

IRFPA的关键组件是焦平面阵列（Focal Plane Array，以下简称FPA），它由大量排列成矩阵的感光元件组成。

每个感光元件都对应于焦平面上的一个像素，因而整个FPA可以同时探测多个红外像素。

这些像素的信号经过放大和处理后，可以生成红外图像。

型号和特性IRFPA的型号和特性各不相同，取决于其应用领域和需求。

以下是一些常见的IRFPA型号和相应的特性：1.分辨率：IRFPA的分辨率指的是其能够探测到的最小单位像素数量。

一般而言，分辨率越高，探测到的红外图像越清晰。

常见的分辨率有320x240、640x480等。

2.帧率：IRFPA的帧率是指其每秒能够获取和处理的红外图像数量。

较高的帧率可以捕捉到快速移动的物体，对于一些动态场景非常重要。

3.波段范围：不同的IRFPA可以探测不同波长范围的红外辐射，如近红外（NIR），短波红外（SWIR），中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）。

选择适当波段范围的IRFPA取决于具体的应用需求。

4.灵敏度：IRFPA的灵敏度是指其能够探测到的最小红外辐射强度。

较高的灵敏度意味着IRFPA可以探测到较微弱的红外辐射，对于一些低信噪比场景非常重要。

应用领域IRFPA在多个领域具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1.热成像：IRFPA可以通过探测物体表面的红外辐射，用于热成像和温度分布检测。

(10)申请公布号 CN 102002672 A(43)申请公布日 2011.04.06C N 102002672 A*CN102002672A*(21)申请号 200910194864.0(22)申请日 2009.08.31C23C 14/24(2006.01)C23C 14/14(2006.01)C23C 14/16(2006.01)(71)申请人上海欧菲尔光电技术有限公司地址200434 上海市虹口区汶水东路888号(72)发明人周东平 赵培(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司 31225代理人杨元焱(54)发明名称红外焦平面封装窗口的金属化方法(57)摘要本发明提供了一种红外焦平面封装窗口的金属化方法，该方法采用离子辅助蒸发技术实现红外封装窗口金属化区的金属化。

即在蒸发设备中装入离子能量低、离子密度高的离子源实现离子辅助，在离子辅助氛围下顺序在封装窗口金属化区上蒸镀一层铆定层、一层阻隔层和一层焊接层。

本发明的方法在离子辅助蒸发金属过程中，Ar 离子能将自身的能量传递给蒸发金属原子，有效提高金属原子在基片表面的迁移能，并且提高了金属原子对基片的注入效应，能有效提高膜层致密度，减小膜层应力，增强金属膜层与基片的附着力，改善膜层性能。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页1.一种红外焦平面封装窗口的金属化方法，在红外窗口基片上实施，其特征在于：将基片中间的红外薄膜区用掩膜覆盖，四周作为金属化区，置于蒸发设备中；在蒸发设备中装入离子能量低、离子密度高的离子源实现离子辅助，按以下步骤进行金属化：a、利用离子源清洁基片；b、在基片的金属化区上蒸镀一层Cr或Ti作为铆定层；c、在铆定层上蒸镀一层Ni、Pt或Pd作为阻隔层；d、在阻隔层上蒸镀一层Au作为焊接层。

2.如权利要求1所述的红外焦平面封装窗口的金属化方法，其特征在于：所述的离子源是由纯度99.9％～99.999％的Ar气产生的Ar离子源，离子源功率为60W～1200W，通气量为5～35sccm，工作压强为0.008～0.05Pa。

红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。

1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200倍，有很好的微弱信号探测能力。

2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-modeAPD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。

（1）Geiger-modeAPD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。

缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。

2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。

（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。

缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。

（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为：SiAPD、GeAPD、InGaAsAPD、HgCdTeAPD。

〈综述与评论〉锑基Ⅱ类超晶格红外探测器——第三代红外探测器的最佳选择史衍丽（昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：以多色、大面阵、高性能、低成本为特征的第三代红外探测器是当前红外探测器的发展方向及目标。

InAs/GaInSbⅡ类超晶格探测器因为独特的断代能带结构以及自身存在的材料和器件优势，在大面阵长波红外探测器、高温中波红外探测器、中波双色探测器以及甚长波红外探测器领域显示出优异的器件性能和技术成熟性，成为第三代红外探测器技术的最佳选择之一，在世界各国引起了高度的重视和发展。

就InAs/GaInSbⅡ类超晶格材料的优越性、存在的问题及近期的发展状况进行了介绍，旨在促进我国InAs/GaInSbⅡ类超晶格技术的发展。

关键词：第三代红外探测器；InAs/GaInSbⅡ类超晶格；断代能带结构；低维红外探测器中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2011)11-0621-04Type-II InAs/GaInSb Superlattices Infrared Detectors-one ofthe Best Choices as the Third Generation Infrared DetectorsSHI Yan-li(Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China)Abstract：The Third-Generation infrared detectors characterized as multicolor, large array, high performance and low cost have become the development goal of the infrared detectors. InAs/GaInSb Type-II infrared materials has special broken band structure and materials merits, furthermore, the materials has been widely applied in the area of large array long wavelength infrared detectors、high temperature mid-wavelength infrared detectors、middle wavelength dual-band infrared detectors and ultra-long wavelength infrared detectors. The superior devices performance with high detectivity and excellent uniformity verified the technology superiority and maturity. It has become one of the best choices as the Third-Generation infrared detectors in the world. In this paper the material advantages, the technique issues and development status has been introduced in order to advance the development of InAs/GaInSb type-Ⅱ technology in our country.Key words：the Third-Generation infrared detectors，InAs/GaInSb Type-II superlattices，broken band structure，low-dimension infrared detectors引言红外探测器在经历了扫描型的第一代红外探测器、小规模凝视阵列的二代红外探测器的发展，在20世纪90年代提出了对第三代红外探测器的发展需求。

红外焦平面阵列参数红外焦平面阵列是一种用于红外成像的关键技术，它由多个红外探测器组成，并具有一系列参数来描述其性能。

本文将从几个重要的参数入手，介绍红外焦平面阵列的特点和应用。

1. 像素数量：红外焦平面阵列的像素数量决定了其分辨率和图像质量。

像素数量越高，图像细节信息越丰富，分辨率越高。

但同时，像素数量的增加也会导致成本上升和数据处理需求增加。

因此，在选择红外焦平面阵列时需要权衡成本和性能需求。

2. 像素尺寸：像素尺寸是指红外焦平面阵列中每个像素的物理尺寸。

像素尺寸的选择与应用场景有关。

通常情况下，小尺寸的像素可以提供更高的分辨率，但同时也会导致信噪比下降。

对于某些应用而言，如红外夜视仪，信噪比可能更为重要，因此需要选择较大尺寸的像素。

3. 像素响应频率：像素响应频率是指红外焦平面阵列中每个像素的响应速度。

像素响应频率越高，红外焦平面阵列对快速动态场景的适应性越强。

例如在红外导弹追踪系统中，像素响应频率需要达到几千赫兹，以捕捉高速移动目标的瞬时图像。

4. 灵敏度：红外焦平面阵列的灵敏度是指其对红外辐射的响应能力。

灵敏度越高，红外焦平面阵列对红外辐射的探测能力越强。

灵敏度通常用NEP（Noise Equivalent Power）来表示，即单位面积上的最小可探测信号功率。

提高红外焦平面阵列的灵敏度可以增强其在低辐射场景下的成像能力。

5. 动态范围：动态范围是指红外焦平面阵列能够处理的最大和最小信号强度之间的比值。

动态范围越大，红外焦平面阵列能够在高对比度场景下保持细节丰富的图像。

动态范围的提高通常需要采用一些特殊的设计和制造技术，如多采样和非线性校正。

6. 工作波长范围：红外焦平面阵列的工作波长范围决定了其对红外辐射波长的响应能力。

不同的红外焦平面阵列可以工作在不同的波长范围内，如近红外、中红外和远红外。

在选择红外焦平面阵列时，需要根据实际应用需求来确定所需的工作波长范围。

7. 制冷方式：由于红外焦平面阵列需要工作在极低的温度下，通常需要采用制冷技术来降低阵列的工作温度。

制冷型红外焦平面探测器原理制冷型红外焦平面探测器是一种用于红外光谱测量和红外成像的关键元件。

它可以将红外辐射转化为电信号，通过信号处理和放大，最终得到红外图像或光谱信息。

本文将从原理角度来介绍制冷型红外焦平面探测器的工作原理。

制冷型红外焦平面探测器的工作原理基于光电效应和热电效应。

当红外辐射照射到焦平面探测器上时，光电效应使得光子被吸收，激发探测器中的载流子。

然后，载流子在电场的作用下被分离，形成电荷。

这些电荷将被电极收集，产生一个电信号。

然而，由于热噪声的存在，红外探测器本身会产生一定的噪声信号，从而降低探测器的灵敏度。

为了提高探测器的性能，制冷型红外焦平面探测器采用了制冷技术，通常是通过热电制冷或制冷机制冷来降低探测器的工作温度。

降低温度可以减少热噪声，提高探测器的信号噪声比和灵敏度。

制冷型红外焦平面探测器通常由多个像素组成，每个像素都是一个微小的探测单元。

每个像素都包含一个红外探测器和相关的电子学元件。

当红外辐射通过透镜聚焦到焦平面探测器上时，每个像素都会产生一个电信号，这些电信号可以表示红外辐射的强度和分布情况。

为了进一步提高探测器的性能，制冷型红外焦平面探测器通常还包括一些辅助功能。

例如，探测器通常配备有滤波器，用于选择特定波长范围内的红外辐射。

滤波器可以通过光学设计来选择所需的波长范围，并将其他波长的辐射阻挡掉，从而提高探测器的选择性能。

探测器还包括信号处理电路和放大电路。

这些电路可以对探测器产生的微弱电信号进行放大和处理，以提高信号质量和稳定性。

信号处理电路可以对信号进行滤波、放大、调制等操作，以适应不同的应用需求。

制冷型红外焦平面探测器在很多领域都有广泛的应用。

例如，在军事领域，它可以用于夜视仪、导弹导航系统、无人机等设备中，提供夜间或低能见度环境下的图像信息。

在工业领域，它可以用于红外热成像仪，用于检测设备的故障和异常情况。

在医疗领域，它可以用于红外体温计、红外医学成像等应用，用于监测人体温度和诊断疾病。

第35卷，增刊、b1．35S uppl eI I l c m红外与激光工程I n砌陀d柚d L砸e r Engi nee血g2006年10月oc t．2006红外热成像技术中的红外焦平面阵列的研究万瑾，黄元庆(厦门大学机电工程系，福建厦门361005)摘要：微机电系统(M EM s)推动了红外焦平面阵列(R A)技术的发展，使红外热像仪的性能和精度得到了很大的提高。

红外焦平面阵列按照其工作原理、结构形式，制冷方式和成像方式的不同分为各种类型，比较并分析了各类型红外焦平面阵列间的不同点和各自特点。

着重介绍了红外焦平面阵列技术最新研究热点中的光量子类红外焦平面阵列和双色、多色红外焦平面阵列，以及近些年它们在国内外最新的研究成果。

最后讨论了红外焦平面阵列技术的发展趋势。

关键词：热成像；红外焦平面；红外器件中图分类号：，n忆15文献标识码：A文章编号：1007．2276(2006)增E一0053-05I nf r ar ed f ocus ane used i n i nf r a r ed t her al i agi chnoI ogy l nI r ar ed10C U S pl a ne ar r a y U S ed l n l nI r a r en U1er m aI l m agl ng t e C nn0109yW A N J i n，H I7A N G Y u锄-qi ng(Ⅸ=pa咖∞n t of M cchan i cal锄d E l e ct r i cal Engi I l∞fi ng，X i枷衄U ni v哪i哆'】(i枷蚰361005，C hi皿)A bst豫c t：A s Ini c ro—el ec仃om e chaI l i ca l syst e m s(M EM S)p删not i on砌h司眈a1pl a I l e ar r町(FPI A)妣11I l ol ogy devel opm ent，t11em l al i m a gi ng perf b咖aI l ce and accur acy ha V e be en gre at l y i m pr oV ed．T he i nf hr ed f ocus pl ane aⅡay w i t h di f!I br ent pr i nci pl e，st l l l c t ur es，re fnger at i on m ode and i m a gi ng m ode a r e s um m撕zed br i eny and c om pa r ed i n t hi s paper'and t Il e w O dd—w i de up—t o—dat e i nV e st i ga t i ons i n hot s po t s of i nf r ar ed f bcus pl ane a rr ay a r e pr e sent，f bcusi I唱on phot ons qual l t um w el l s I】R F尹I A，dual-baI l dI R R)A and m ul t j-band m凡)A．K e y w or ds：11l ennal i r nage；In丘ar ed f bcus pl ane孤豫y；111缸玳d i ns协l m entO引言红外热像仪是一种利用目标红外辐射的可探测性，通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，是集光、机、电等尖端技术于一体的高科技产品。

焦平面探测器典型知识
红外焦平面阵列（IRFPA）技术已经成为当今红外成像技术发展的主要方向。

红外焦平面阵列像元的灵敏度高，能够获取更多的信息以及更高的可变帧速率。

红外焦平面阵列探测器对入射的红外能量进行积分，然后产生视频图像，经过调节后被提供给视频显示器，以供人观察。

焦平面阵列每个像元的输出是一种模拟信号，它是与积分时间内入射在该元件上的红外能量成正比的。

但是由于制造工艺和使用环境的影响，即使对温度均匀的背景，焦平面背景中所有像元产生的输出信号也是不一致的，即红外焦平面阵列器件的非均匀性（Nonuniformity,NU）。

为了满足成像系统的使用要求，需要对红外焦平面阵列探测器进行非均匀性校正。

从生产工艺而言，单纯从提高焦平面阵列质量的角度来降低其非均匀性，不仅困难而且造价昂贵。

因此，通过校正算法减小非均匀性对红外焦平面阵列成像质量的影响，提高成像质量，不仅是必须的，同时具有很高的经济价值和应用价值。

目前，对红外图像质量的改善，一般是根据红外焦平面阵列对于温度响应的不一致性，采用非均匀性校正的方法，提高红外图像的质量。

主要有两类校正方法：基于红外参考辐射源的非均匀性校正算法和基于场景的自适应校正方法。

在实际应用中，普遍采用的是基于红外参考辐射源定标的校正方法。

但是，采用参考辐射源定标的校正方法校正的红外图像，因红外焦平面阵列器件由于长时间的工作，受到时间、环境等因素的影响，红外图像质量逐渐下降，出现类似细胞状和块状的斑纹，影响了红外图像的质量。

所以，需要在基于参考辐射源定标的校正方法的基础上，对于红外图像的质量进行改善。

红外焦平面成像技术发展现状姓名：高洁班级：11级硕研1班学号：S11080300007摘要红外焦平面列阵成像技术已经进入了成熟期。

本文对几种红外焦平面列阵器件如MCT、Insb 和QWIP 的最新进展作一评述，简要介绍其器件发展水平、技术路线和关键工艺。

简要提及一种新颖的非制冷焦平面成像技术：光学读出微光机红外接收器。

关键词：红外焦平面列阵；碲镉汞；锑化铟；量子阱红外探测器AbstractInfrared focal plane array (IRFPA) imaging technology has been matured during the passed decade. In this paper an overview of recent progress to several kind of IRFPA such as MCT, Insb and QWIP is provided , focusing on new device development, technical lines and key technologies. Also, a new type of uncooled FPA imaging technigue micro !optomechanical infrared receiver with optical readout is briefly introduced.Key words: IRFPA; MCT; Insb; QWIP引言红外探测器技术在20 世纪90 年代取得了飞速发展。

红外焦平面列阵成像技术进入了成熟期。

高性能大规格焦平面列阵已正式地应用于各种重大国家安全项目中，例如弹道导弹防御计划和重要新型武器系统。

另外，新型非制冷红外焦平面技术的涌现正在促进红外技术走向第三代。

美国人预言，未来几年美国红外市场将出现年均30%的连续高速增长[1]。

本文简要评述了几种红外焦平面列阵器件技术的最新进展。

红外焦平面阵列简介自从赫谢尔利第一次发现了红外辐射以来，人们就开始不断运用各种方法对红外辐射进行检测，并根据红外光的特点而加以应用，相继制成了各种红外探测器。

进入20世纪后，红外探测器技术取得了惊人的进展，特别是冷战时期，军备竞赛各方投入巨资进行研究，突破了诸多难题，使红外探测器技术从30年代单一的PbS器件发展到现在的多个品种，从单元器件发展到目前焦平面信号处理的大型红外焦平面阵列。

红外焦平面阵列技术作为红外探测技术发展的一个里程碑，正在急速地拓展新的应用领域和市场，渗透到工业监测探测、执法、安全、医疗、遥感、设备等商业用领域，改变了其长期以来主要用于军用领域的状况。

红外焦平面阵列是红外系统及热成像器件的关键部件，是置于红外光学系统焦平面上，可使整个视场内景物的每一个像元与一个敏感元相对应的多元平面阵列红外探测器件，在军事领域得到了广泛应用，拥有巨大的市场潜力和应用前景。

目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。

下面依次介绍其原工作原理、分类以及读出电路，并简述国内外发展情况以及展望其发展方向。

一、红外焦平面阵列原理焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。

二、红外焦平面阵列分类1、根据制冷方式划分根据制冷方式，红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。

制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶斯特林循环致冷器集成体[5]。

由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。

当前制冷型的探测器其探测率达到～1011cmHz12W-1，而非制冷型的探测器为～109cmHz12W-1，相差为两个数量级。

红外焦平面阵列红外测量技术2009-12-08 21:07:23 阅读110 评论0 字号：大中小订阅1、红外焦平面阵列原理焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。

2、红外焦平面阵列分类（1）根据制冷方式划分根据制冷方式，红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。

制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶/快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶/斯特林循环致冷器集成体[5]。

由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。

当前制冷型的探测器其探测率达到～1011cmHz1/2W-1，而非制冷型的探测器为～109cmHz1/2W-1，相差为两个数量级。

不仅如此，它们的其他性能也有很大的差别，前者的响应速度是微秒级而后者是毫秒级。

（2）依照光辐射与物质相互作用原理划分依此条件，红外探测器可分为光子探测器与热探测器两大类。

光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器，包括光电子发射探测器和半导体光电探测器，其特点是探测灵敏度高、响应速度快、对波长的探测选择性敏感，但光子探测器一般工作在较低的环境温度下，需要致冷器件。

热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器，包括利用温差电效应制成的测辐射热电偶或热电堆，利用物体体电阻对温度的敏感性制成的测辐射热敏电阻探测器和以热电晶体的热释电效应为根据的热释电探测器。

这类探测器的共同特点是：无选择性探测（对所有波长光辐射有大致相同的探测灵敏度），但它们多数工作在室温条件下[6]。

（3）按照结构形式划分红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。

因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种[7]。

红外焦平面探测器原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述红外焦平面探测器是一种具有广泛应用价值的光电探测器，它能够对红外辐射进行高效、高灵敏度的检测和测量。

红外焦平面探测器的原理是基于材料的红外辐射响应特性以及焦平面阵列的工作原理。

红外焦平面探测器在许多领域中具有重要的应用，包括军事、安防、医疗、航空航天等。

它能够实现夜视、目标探测、温度测量等功能，在战争、反恐、火灾救援等工作中发挥着不可替代的作用。

红外焦平面探测器的工作原理是利用材料与红外辐射的相互作用，将红外辐射转化成电信号。

通过光学系统将红外辐射聚焦到焦平面阵列上，每个像素都能够独立地检测和测量红外辐射信号。

这些信号经过放大和处理后，可以得到目标的红外辐射分布情况和强度。

红外焦平面探测器的核心部件是焦平面阵列，它由众多微小的探测单元组成。

这些探测单元通常采用半导体材料，如硅基或砷化镓等。

它们具有很高的响应度和灵敏度，能够在较低的红外辐射强度下实现可靠的探测和测量。

随着红外焦平面探测技术的不断发展，红外焦平面探测器的性能和应用领域也在不断扩展。

新的材料和工艺的应用使得红外焦平面探测器具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更广的波段范围。

未来，红外焦平面探测器有望在军事侦察、航空航天探测、医疗诊断等领域取得更多的突破和应用。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文主要围绕红外焦平面探测器的原理展开论述，共分为以下几个部分：第二部分：红外焦平面探测器的基本原理这一部分将介绍红外焦平面探测器的基本概念及其组成结构。

首先会对红外辐射的特性进行简要描述，为后续理解红外焦平面探测器的工作原理打下基础。

然后，将详细介绍红外焦平面探测器的组成结构，包括光学系统、红外感光器件等部分，以帮助读者了解其工作原理的关键要素。

第三部分：红外焦平面探测器的工作原理这一部分将深入探讨红外焦平面探测器的工作原理。

首先会对红外焦平面探测器的工作过程进行整体概述，包括信号采集、信号处理等环节。

四、红外焦平面器件红外焦平面器件（IRFPA）就是将CCD、CMOS技术引入红外波段所形成的新一代红外探测器，是现代红外成像系统的关键器件。

IRFPA建立在材料、探测器阵列、微电子、互连、封装等多项技术基础之上。

1. IRFPA的工作条件IRFPA通常工作于1～3μm、3～5μm和8～12μm的红外波段并多数探测300K背景中的目标。

典型的红外成像条件是在300K背景中探测温度变化为0.1K的目标。

用普朗克定律计算的各个红外波段300K背景的光谱辐射光子密度：随波长的变长，背景辐射的光子密度增加。

通常光子密度高于1013／cm2s的背景称为高背景条件，因此3～5μm 或8～12μm波段的室温背景为高背景条件。

上表同时列出了各个波段的辐射对比度，其定义为：背景温度变化1K所引起光子通量变化与整个光子通量的比值。

它随波长增长而减小。

IRFPA工作条件：高背景、低对比度。

2. IRFPA的分类按照结构可分为单片式和混合式按照光学系统扫描方式可分为扫描型和凝视型按照读出电路可分为CCD、MOSFET和CID等类型按照制冷方式可分为制冷型和非制冷型按照响应波段与材料可分为1～3μm波段（代表材料HgCdTe—碲镉汞）3～5μm波段（代表材料HgCdTe、InSb—锑化铟和PtSi—硅化铂）8～12μm 波段（代表材料HgCdTe）。

3. IRFPA的结构IRFPA由红外光敏部分和信号处理部分组成。

红外光敏部分——材料的红外光谱响应信号处理部分——有利于电荷的存储与转移目前没有能同时很好地满足二者要求的材料——IRFPA结构多样性（1）单片式IRFPA单片式IRFPA主要有三种类型：非本征硅单片式IRFPA主要缺点是：要求制冷，工作于8～14μm的器件要制冷到15～30K，工作于3～5μm波段的器件要制冷到40～65K；量子效率低，通常为5%～30%；由于掺杂浓度的不均匀，使器件的响应度均匀性较差。

本征单片式IRFPA将红外光敏部分与转移部分同作在一块窄禁带宽度的本征半导体材料上。