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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1〜3p m、3〜5p m和8〜12p m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3〜5p m或8〜12p m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1〜3p m波段（代表材料HgCdTe—碲镉汞）3〜5p m波段（代表材料HgCdTe、InSb—锑化铟和PtSi—硅化铂）8〜12p m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8〜14p m的器件要制冷到15〜30K,工作于3〜5p m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。
红外探测器1 红外探测器应用发展红外探测器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，红外探测器在红外系统中起着至关重要的作用。
简述国内外红外探测器部分最新的研究成果和动态，关于红外成像技术发展，讨论红红外探测器应用中的一些新技术、发展重点和难点，对以后一段时期内的红外探测器发展及其市场前景进行展望。
2 红外探测器应用背景红外探测器具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点，在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用。
在军事上，包括对军事目标的搜索、观瞄、侦察、探测、识别与跟踪；对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪；红外探测器的精确制导；武器平台的驾驶、导航；探测隐身武器系统，进行光电对抗等。
在民用领域，在工业、遥感、医学、消费电子、测试计量和科学研究等许多方面也得到广泛应用。
目前国外红外成像器件已发展到了智能灵巧型的第四代，在光电材料、生产工艺及系统应用等方面都取得了丰硕的成果，但是国内红外相关技术研究与生产起步较晚，并且受工业基础制约，发展远滞后于国外，而市场需求却持续强劲，无论在军用还是民用领域都有巨大的发展空间。
3 红外探测器现状分析从第一代红外探测器至今已有40余年历史，按照其特点可分为四代：第一代（1970s-80s）主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s-2000s）是以4×288为代表的扫描型焦平面；第三代是凝视型焦平面；目前正在发展的可称为第四代，以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型系统级芯片为主要特点，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段融合探测与识别能力。
在红外探测器发展过程中，新材料、新工艺、新器件、新方法不断涌现，按工作环境可分为致冷型和非致冷型两大类。
3.1 高性能致冷型红外探测器此类器件需要在低温下（77K）工作，相比非致冷器件成像质量优异、探测灵敏度高，通常又可分为传统型和量子阱焦平面探测器。
红外制导的发展趋势及其关键技术赵超1，(1．中国航天科工集团第35研究所，北京100013；杨号22．海军驻阎良地区航空军事代表室，西安710089)摘要：在各种精确制导体制中，红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高等优点，在现代武器装备发展中占据着重要地位，综述了红外制导系统的发展历程、现状特点、未来趋势，为红外制导技术的研究开发提供有益参考。
首先介绍了红外制导系统的工作原理和发展历程，然后从现代作战需求出发分析了当前红外制导系统的7个发展方向，最后从探测器件、信息处理、结构设计、干扰对抗等方面分析了未来红外制导系统发展中所面临的5种关键技术等。
关键词：精确制导；红外制导；非制冷红外；红外成像；复合制导中图分类号：V448．13 文献标识码：AA survey on development trends and key technologiesof infrared guidance systemsZHAO Cha01，YANG Had(1．No．35 Institute ofCaSlC，蜥100013，Ol／na；2．NavyA蒯M／／／tary啪筋∞／nYan／／angArea，Xi’帆710089，Odna)Abstract： Among many kind of precise guidance systems．IR guidance system is playing a n10re and moreimportant rule in modem weapon system since it has the characteristics of hi曲precision，strong anti—interfer—ence capability and good benefit-cost ratio．The paper gives a brief survey on IR guidance system and tech—niques，involving its evolution history，developing trends，and critical techniques．First of all，working principlesand developing process of IR guidance system are explained．Then，the developing trends of modem IR guid—ance system are analyzed based on operational requirements．Finally。
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。
锑化铟红外探测器原理锑化铟红外探测器的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：1. 光能吸收：当锑化铟晶体暴露在红外光波段的辐射下时，红外光的能量会被晶体中的电子吸收。
2. 热漫射：被吸收的光能导致晶体中的电子被激发为高能态，形成了电子-空穴对。
这些高能态的电子会随着时间的推移通过热漫射（thermal diffusion）的过程逐渐传播到晶体的表面。
3. 收集电流：一旦电子达到晶体表面，它们会被电极收集并形成电流。
这个电流是通过将锑化铟晶体构建成PN结（即通过掺杂来形成正负电荷分离的结构）来实现的。
当入射光有红外光时，PN结会产生电压差，电压差越大，电流越大。
4. 信号放大和处理：通过将检测到的微弱电流信号放大并转换为可读的输出信号，进一步处理，以便我们能够分析和利用红外光的信息。
总的来说，锑化铟红外探测器利用光能被吸收后在晶体中形成电子-空穴对的原理，通过收集产生的电流来检测红外光，并经过信号放大和处理，实现对红外光的探测和分析。
补充解释：锑化铟（InSb）是一种半导体材料，其禁带宽度较窄，能够吸收中红外波段（大约2-5微米）的光。
当锑化铟晶体暴露在红外光中时，其晶体内的电子会吸收红外光的能量，从而被激发到高能态。
这些激发的电子会随着时间的推移通过热漫射扩散到晶体的表面。
为了将这些电子转化为测量信号，锑化铟晶体通常会构建成PN结。
通过掺杂杂质（如氮、硅等）将某些区域N型掺杂和另外一些区域P型掺杂，同时形成正负电荷分离的结构。
当被吸收的光激发了晶体中的电子后，这些电子将在晶体中扩散到PN结，并在PN结处产生电压差。
这个电压差将导致PN 结两侧形成了电势差，从而使电子在PN结中运动，最终形成电流。
这个电流信号通常是微弱的，并需要经过放大和进一步处理才能得到可读的输出信号。
这可以通过电路放大器和信号处理电路来实现。
最终，输出的信号可以被连接到显示器、记录仪或其他设备上，以进行分析和利用。
锑化铟红外探测器具有高灵敏度和快速响应等优点，适用于各种红外光谱分析、红外成像、红外监测等应用领域。
锑化铟红外探测器原理(一)锑化铟红外探测器原理概述•红外辐射，作为一种电磁波，波长范围通常在~1000微米之间，相比可见光波长更长，频率更低。
红外辐射广泛应用于热成像、军事、医疗和通信等领域。
•锑化铟（InSb）作为一种半导体材料，具有优异的红外探测性能，被广泛应用于红外探测器和红外摄像机中。
工作原理锑化铟红外探测器的工作原理基于半导体材料的特性。
下面是它的工作过程：1.光吸收：当红外辐射通过锑化铟材料时，其中的光子将被材料吸收。
锑化铟具有适宜的能隙，对于波长在35微米和814微米范围的中红外辐射有高的吸收率，能够将光能转化为电子能。
2.电子激发：在锑化铟材料中，光吸收后的光子激发了一定数量的电子，使其跃迁到导带中，并在导带中形成自由电子。
3.电子运输：自由电子在导带中通过电子运输，被引导到电极上形成电流。
这里的电极可以是引出接口，用于将电流信号传输到下游的电子设备。
4.信号放大：通过引入适当的电子器件，如场效应晶体管，可以对产生的电流信号进行放大。
5.信号处理：经过放大后的电流信号可以通过各种信号处理电路进行滤波、增强和调节，最后转化为可读取或可录制的红外图像。
特点•高响应度：锑化铟材料对红外辐射有很高的吸收能力，因此在红外波长范围内具有高响应度，能够有效地捕捉辐射能量。
•高灵敏度：与其他材料相比，锑化铟红外探测器具有更高的灵敏度，能够探测到较低能量的红外辐射。
•高速响应：锑化铟红外探测器具有快速的响应速度，可以实时地捕捉到红外辐射信号。
•宽波长范围：锑化铟材料在中红外波段有较好的吸收能力，并且其工作温度范围也相对较广。
应用领域•军事热成像：锑化铟红外探测器在热成像设备中广泛应用，能够实时捕捉到目标的红外辐射，用于军事侦察、智能导弹和无人机等领域。
•医学诊断：红外辐射可以被人体组织吸收，因此锑化铟红外探测器在医学成像中具有重要作用，可以帮助医生进行疾病诊断，如体温监测、癌症筛查等。
•通信与电信：锑化铟红外探测器在激光通信、红外光纤通信等领域也有应用，可以接收和放大红外光信号，实现光信号的传输和通信。
第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月、，r01．36Suppl e m e nt I n蠡国I ed a nd Las er E ngj nee—ng Jun．2007昆明物理所锑化铟红外材料、器件研究进展雷胜琼(昆明物理研究所，云南昆明650223)捕要：简要报道昆明物理研究所锑化铟体晶材料、弹用锑化铟红外探测器组件和320×256锑化铟焦平面器件的最新进展。
关键词：锑化铟；材料；探测器组件；焦平面中圈分类号：TN215文献标识码：A文章编号：1007—2276(2007)增(器件)．0015—04D eV eI opm ent of I nSb i nf r ar ed m at er i al a nd deV i ces atK unm i ng I nst i t ut e of Phys i csL EI Sheng qi ong(K I l nm i nghI s缅船of P hys i c s，K unI l l i I l g650223，ct I㈣A bs t r act：R e cent deV el opnl ent of m S b bu墩cr ys t al，hl Sb i Il f hred det ec t or m odul es f or I I li s s il esyst em s and320×256I I l Sb f oca l pl ane ar f a ys(网A)at K unI Il i ng I Il s ti tI l te of Physi cs ar e砷∞duc ed砸eny．K e y w or ds：hl S b；M at eri al；D et ect or M odul es；F PAO引言锑化铟红外探测器是3～5U m波段最重要的光电器件之一，已广泛应用于红外跟踪、制导、热成像等领域。
国内的研究工作始于20世纪60年代，针对寻的制导领域应用的单元或小线列器件于80年代末实现了小批量生产，有的应用领域虽然已经持续了二十多年，由于不断派生出改进型，仍然有非常可观的军用前景，需求量将会保持较大增长。
锑化铟红外探测器原理导言：红外探测器是一种能够感知红外辐射并将其转化为可见光或电信号的设备。
锑化铟（InSb）红外探测器是一种基于半导体材料的红外探测器，具有高灵敏度、高分辨率和快速响应等优点，被广泛应用于军事、航天、医学和工业等领域。
本文将重点介绍锑化铟红外探测器的原理及其工作过程。
一、锑化铟的特性锑化铟是一种化合物半导体材料，其晶体结构属于闪锑矿型，具有良好的光电特性。
锑化铟的能带结构使其能够吸收红外辐射，并将其转化为电信号。
由于其禁带宽度较窄，约为0.18 eV，因此锑化铟能够感知长波红外辐射，其响应波长范围通常在3-5微米或8-14微米。
二、锑化铟红外探测器的结构锑化铟红外探测器一般采用PN结构，由n型和p型锑化铟材料构成。
在探测器正面，通过掺杂和扩散等工艺制备出n型和p型区域，形成PN结，用于电荷分离和电流传输。
在PN结周围，通常还会加上一层反射层，用于提高红外光的吸收效率。
三、锑化铟红外探测器的工作原理锑化铟红外探测器的工作原理基于光生电效应和热电效应。
当红外辐射照射到锑化铟材料上时，光子会激发材料中的电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对。
由于PN结的存在，电子和空穴会被分离，形成电流。
这个电流信号可以通过外部电路进行放大和处理，最终转化为可见光或数字信号。
四、锑化铟红外探测器的工作过程锑化铟红外探测器的工作过程主要包括光电转换、电信号放大和处理三个步骤。
1. 光电转换：当红外辐射照射到锑化铟红外探测器上时，光子会被锑化铟吸收，并激发材料中的电子跃迁到导带。
这个过程中，光的能量被转化为电子的动能，形成电子-空穴对。
2. 电信号放大：由于PN结的存在，电子和空穴会被分离，并形成一个电流。
这个电流信号非常微弱，需要经过放大才能够被有效检测和处理。
通常，锑化铟红外探测器会连接到一个低噪声放大器，以放大电流信号。
3. 信号处理：放大后的电流信号可以通过不同的方式进行处理。
例如，可以使用模数转换器将电流信号转化为数字信号，以便进行数字信号处理和分析。
