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为什么中红外波段如此重要？中红外辐射通常定义为波长处于2.5-25μm（尽管定义会发生变化）的电磁波，可用于检测，鉴定和成像分子，从而具有广泛的应用。
1、本文包含以下内容：1）应用：气体光谱（TDLAS）；环境监测；生物医学；纳米成像2）光源3）驱动器4）中红外探测器5）中红外光学器件6）有用工具的链接2、背景：分子由两个或多个原子通过化学键结合而成，分子除了转动运动外，分子内原子之间存在弯曲、伸缩、剪切、扭曲和摇摆等振动运动，因此分子可以以不同的激发态形式存在。
通过特定的官能团，所有这些能态都可用于识别各种材料。
为了探测这些能态，可以在振动光谱技术中使用红外光，例如近红外，拉曼和中红外。
由于中红外光与基频振动相互作用，因此提供了更强的光谱特性和更多的识别特征。
共价键的典型红外吸收位于600-4000cm-1。
（在光谱学中，通常以厘米的倒数，即波数来表示跃迁频率。
将该量乘以光速（c）得到频率，单位为赫兹；因此1 cm-1约为30 GHz）。
下图显示了各种类型的化学键通常吸收的光谱区域。
例如，如果在2200-2400 cm-1附近出现一条尖锐的吸收带，则表明可能存在C-N或C-C三键。
范围从500到1500cm-1的光谱区域被称为“指纹区域”或“光谱指纹”。
这是一个复杂的光谱区域，有大量重叠的谱带。
由于分子具有不同的官能团，因此可以使用中红外光谱识别分子并表征其结构。
由于混合物的中红外光谱是各组分的光谱叠加而成的，因此依照光谱特征可以测定混合物中各组分的含量。
3、应用：气体光谱可调二极管激光光谱技术（TDLAS）是一种非常强大的分析技术，可实现ppm甚至ppb 量级气体浓度的高选择性和高灵敏度测量。
它允许进行原位非接触式测量，这些测量具有高选择性和较低的成本。
常见气体这些气体常用于能源发电，石油和天然气行业，例如火力电厂氨气分析，天然气管道和乙烯生产中的质量控制，也用于有害气体的泄漏控制和过程优化。
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。
红外传感器工作原理、种类、特点以及应用详解先看一条两年前的资讯：“据悉，今年秋天，罹患渐冻症逾半个世纪的著名物理学家史蒂芬-霍金将出版一部回忆录，坦诚地透露71年来的生活细节。
据称，这是第一部霍金未借助他人帮助、完全依靠自己写成的书籍。
那么，一直以来，霍金是如何与他人进行交谈和发表演讲的呢？原来，霍金轮椅下方和后方安装的电脑包含一个音频放大器和声音合成器，它们受到霍金眼镜上的红外传感器控制，能够对因面部运动而产生的光线变化作出反应……”从上面我们可以看出，现如今，红外传感器技术已经非常成熟，已经融入到人们的日常生活，并且发挥着巨大的作用。
在了解红外传感器之前，首先，我们应该了解一下，什么是红外线，或者叫红外光。
我们知道，光线也是一种辐射电磁波，以人类的经验而言，通常指的是肉眼可见的光波域是从400nm（紫光）到700nm（红光）可以被人类眼睛感觉得到的范围。
如图所示我们把红光之外、波长760nm到1mm之间辐射叫做红外光，红外光是肉眼看不到的，但通过一些特殊光学设备，我们依然可以感受到。
红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。
但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。
所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。
因此，简单地说，红外线传感器是利用红外线为介质来进行数据处理的一种传感器。
红外传感器的种类红外线是一种人类肉眼看不见的光，所以，它具有光的一切光线的所有特性。
但同时，红外线还有一种还具有非常显著的热效应。
所有高于绝对零度即－273℃的物质都可以产生红外线。
根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。
主动红外传感器的工作原理及特性主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。
当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的但光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。
傅里叶红外光谱仪常用的光源傅里叶红外光谱仪是一种用于分析有机、无机和生物样品中分子振动光谱的仪器。
在傅里叶红外光谱分析中，光源是非常关键的组成部分之一。
下面我们将介绍常用的傅里叶红外光谱仪光源。
1. 红外线灯2. 光源晶体3. 吊灯4. 半导体激光器半导体激光器是用于傅里叶红外光谱仪中的新型光源。
它比传统红外线灯具有更高的光谱亮度和更窄的光谱线宽度，具有较好的时间和空间稳定性。
半导体激光器通常适用于在2500cm^-1以上的波数区域进行傅里叶红外光谱分析。
它还可以通过调整电流调节可见光谱和近红外光谱的强度。
傅里叶红外光谱仪的光源对其分析精度有重要影响。
根据样品特性，研究人员可以选择不同类型的光源。
这些光源各有优缺点，在使用前需要仔细考虑它们的参数并进行合理选择。
1. 红外光谱仪的分辨率分辨率是傅里叶红外光谱仪分析精度的一个重要因素。
分辨率越高，样品中不同光谱线之间的区别就会变得更加显著，因此可以检测更多的细微变化。
光谱仪的分辨率通常由光学中的狭缝宽度和探测器的工作方式决定。
高分辨率傅里叶红外光谱仪的应用覆盖了各个领域。
2. 光学系统的质量光学系统的质量对傅里叶红外光谱仪的性能和精度产生很大影响。
一个高质量的光学系统能够提供更精确的光谱数据，从而实现更准确的分析。
光学系统的设计和制造需要借助于最先进的技术以确保其优良质量。
3. 样品处理方法傅里叶红外光谱仪的样品处理方法也影响着其分析精度。
样品污染、采样方法、样品的制备质量等都会影响到结果的精度。
在液体样品中添加非透明材料可能会导致样品中所含分析物的浓度不够，从而影响光谱数据的准确性。
4. 傅里叶变换红外光谱的准确性傅里叶变换红外光谱是目前最常用的傅里叶红外光谱分析方法。
它通过逐点对光谱数据进行计算而得到样品的各种振动光谱。
由于傅里叶变换本身的局限性和数据采集过程中的误差，计算过程中可能会出现某些偏差。
这些偏差可能会导致傅里叶变换红外光谱的准确性下降。
●备课资料晶体管与半导体科学技术的发展在20世纪的100年中，物理学的研究有了飞速的发展。
世纪初相对论和量子力学两大现代物理学支柱的建立，对物理学乃至整个自然科学的发展奠定了重要基础.激光科学、核科学、半导体科学等学科的发展无不与现代物理学的发展密切相关.就半导体科学技术而言，它以现代物理学的发展作为重要支撑，以第一只晶体管的发明作为重要契机，50多年来半导体科学与技术的迅速发展对全球的技术进步和经济发展起着重要作用。
众所周知,支撑IT产业发展的核心是半导体技术的快速发展，正是有了超大规模的集成电路，才有了我们今天各种现代化的高智能仪器和设备,才有了Internet和Web,才有了当今世界经济的大发展。
可以说半导体科学技术的发展与全球经济的发展紧密相关，它成为20世纪中后期发展最迅速、运用最广泛、影响最深远的一项高新技术，充分体现了科学技术是第一生产力.1。
从电子管到晶体管1947年12月16日是一个值得纪念的日子，这一天第一只晶体管诞生在美国著名的贝尔实验室，相对于电子器件的前辈-—电子管来说，晶体管的发明无疑是电子器件中的一场革命，此后半导体晶体管逐步取代电子管，使科学技术跃上了新的更高的层次.二次大战的爆发，对新的电子器件的需求更加迫切，在现实面前，寻找更好的电子器件来弥补电子管的不足摆到了重要的地位.在这种背景下，半导体的作用开始凸现，在研究新的半导体电子器件的工作中，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿发挥了重要作用。
肖克利在20世纪30年代就曾指出：只有通过研究半导体，以半导体作为新的电子器件的材料,才有可能实现研制新电子器件的突破.1947年12月16日,巴丁和布拉顿在一块锗半导体上成功地实现了电流放大,这是第一只半导体晶体管.1949年肖克利提出P-N结理论，1950年试制出第一只P—N结晶体管.从而开辟了电子器件的新纪元.1956年12月10日，发明晶体管的三位美国科学家肖克利、巴丁和布拉顿被授予诺贝尔物理学奖，他们是当之无愧的.2.从分列半导体元件到超大规模集成电路现代电子学和半导体技术二者都是在晶体管的发明后开始的.10多年之后，集成电路问世,这些关键性事件导致了电子技术革命。
半导体器件用显微红外热成像技术原理及应用翟玉卫;郑世棋;刘岩;梁法国【摘要】对用于半导体器件温度测量的显微红外热成像技术的原理及应用情况进行了总结.显微红外热成像技术基于普朗克黑体辐射定律,依靠测量被测件表面发出的红外辐射确定温度.在中红外波段下,该技术具备最高1.9μm的空间分辨力,配合发射率修正技术,能够测量非黑体的微小半导体器件的真实温度.该技术具备稳态温度成像测量能力、连续毫秒级甚至微秒级的高时间分辨力成像测量能力和脉冲条件下器件温度测量能力.在各类半导体器件不同工作条件下的温度测量方面得到了广泛的应用.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】8页(P53-60)【关键词】半导体器件;显微红外热成像;测温;发射率修正;空间分辨力;时间分辨力【作者】翟玉卫;郑世棋;刘岩;梁法国【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄 050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄 050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄 050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TB90 引言温度参数是半导体器件一类非常重要的参数，最典型的就是结温和热阻，它们是评估半导体器件尤其是功率器件性能和寿命、分析器件可靠性、研究器件失效机理最重要的依据之一。
在美军MIL-STD-750D，GJB-548等相关标准中都规定了结温和热阻参数为半导体器件的必测参数。
由于温度参数的重要性，用于半导体器件测温的各类技术和仪器一直是国内外半导体器件行业研究和关注的热点。
目前，有多种技术手段可以实现对半导体器件温度参数的测量，如接触测温法、电学参数法和光学法[1]，其中光学法又可以细分为：液晶测温技术、荧光热成像测温技术、红外热成像测温技术、显微拉曼光谱测温技术、可见光热反射测温技术等[2-4]。
在这些技术中，被半导体器件科研生产单位广泛采用的是电学参数法和显微红外热成像测温技术。
一、红外传感器概述将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器，也常称为红外探测器。
红外传感器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的传感器。
在物理学中，我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，其中红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
红外传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。
红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。
它常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
(一)红外辐射的产生红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。
这类振动过程是物体受热而引起的，只有在绝对零度(-273.16℃)时，一切物体的分子才会停止运动。
所以在绝对零度时，没有一种物体会发射红外线。
换言之，在一般的常温下，所有的物体都是红外辐射的发射源。
例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。
红外线和所有的电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质，但它的特点是热效应非常大，红外线在真空中传播的速度3×108m／s，而在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。
红外线的衰减遵循如下规律0*e^()。
式中，I为通过厚度为x的介质后的通量；I0为射到介质时的通量；e为自然对数的底；K为与介质性质有关的常数。
金属对红外辐射衰减非常大，一般金属材料基本上不能透过红外线；大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线；液体对红外线的吸收较大，例如厚l()的水对红外线的透明度很小，当厚度达到时，水对红外线几乎完全不透明了；气体对红外辐射也有不同程度的吸收，例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收，它对波长为1～5µm，8～14µm之间的红外线是比较透明的，对其他波长的透明度就差了。
浅析几种红外光源的比较与选择近年来，人们对电视监控系统工程的要求愈来愈规范、愈来愈高。
不但要求白天可见光照明监控，而且要求夜间隐蔽性监控。
传统的照明灯光经常会引起别人的注意，提醒入侵者“装有电视监控统”,或者会影响周围的住户，而安装红外光源则不存在这些问题。
普通可见光的波长是380nm~780nm，而红外光是一种波长大于780nm的不可见光。
一般，产生这种红外光的方法有三种：1、直接使用白炽灯或氙灯发出的红外光，即在这两种灯上安装可见光滤镜，即滤去可见光，只让看不见的红外射线射出；2、使用红外发光二极管LED或LED阵列来产生红外光。
这种器件是通过半导体中的电子与空穴复合来产生红外光的；3、使用红外激光二极管LD，也可作红外光源。
但它要把处于较低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去，通过大量粒子分布反转、共振而维持受激辐射。
前两种方法都能生成或窄或宽的光束。
在使用对红外线较为敏感的摄像机，如固态CCD或CMOS摄像机、低照度增强型摄像机观察场景时，可以获得质量相当高的图像。
第三种光源的光束细而强，要照亮一定范围的场景，需要通过扩束镜头扩束。
这种光源在安防市场资料上还未见报导，目前多用于1km以上距离监控场景的夜视照明。
下面将简介这三种红外光源的原理、特性，以及它们的比较与使用选择，供设计与使用者参考。
通常，物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光，所以人眼不能直接观察到。
当加热到5000C时，才会产生暗红色的可见光，随着温度的上升，光变得更亮更白。
在热辐射光源中通过加热灯丝来维持它的温度，供辐射继续不断地进行。
辐射体在不同加热温度时，辐射的峰值波长是不同的，其光谱能量分布也不同。
根据以上原理，经特殊设计和工艺制成的红外灯泡，其红外光成分最高可达92～95%。
红外灯泡最大的优点是可制成比较大的功率和辐照角度，因此照射的距离远。
其最大不足之处是包含可见光成份，即有红暴，且使用寿命短。
如果每天工作10小时，5000小时只能使用一年多，若考虑散热不够，寿命还要短。
中红外光区的光源中红外光区是指波长在3-5微米和8-14微米之间的光区，也被称为热红外光区。
这个光区的特点是能够穿透大气层，因此在军事、安防、医疗、工业等领域有着广泛的应用。
而中红外光区的光源则是这些应用中不可或缺的关键技术之一。
中红外光区的光源有很多种，其中最常见的是红外激光器和红外LED。
红外激光器是一种能够产生高功率、高亮度、高单色性的红外光的光源。
它的波长范围通常在3-5微米或8-14微米之间，可以用于红外成像、红外测温、红外通信等领域。
红外激光器的优点是能够产生高亮度的光束，可以远距离传输信号，同时也可以通过调节波长来适应不同的应用场景。
但是红外激光器的成本较高，需要较高的技术水平和设备支持。
红外LED是一种能够产生红外光的半导体器件，它的波长范围通常在0.7-3微米之间。
红外LED的优点是成本低、功耗小、寿命长，可以用于红外照明、红外遥控、红外传感等领域。
红外LED的缺点是光束亮度较低，传输距离较短，同时也受到环境温度和电流的影响。
除了红外激光器和红外LED，还有一些其他的中红外光源，如红外灯、红外线圈、红外激光二极管等。
这些光源各有优缺点，可以根据具体的应用场景选择合适的光源。
中红外光区的光源在军事、安防、医疗、工业等领域有着广泛的应用。
在军事领域，中红外光源可以用于红外成像、红外侦察、红外导航等方面，可以在夜间或恶劣天气下提供有效的侦察和导航能力。
在安防领域，中红外光源可以用于红外监控、红外报警、红外识别等方面，可以提高监控的效果和准确性。
在医疗领域，中红外光源可以用于红外成像、红外治疗、红外检测等方面，可以提高医疗的效果和准确性。
在工业领域，中红外光源可以用于红外测温、红外检测、红外干燥等方面，可以提高生产效率和质量。
中红外光区的光源是现代科技中不可或缺的关键技术之一。
它在军事、安防、医疗、工业等领域有着广泛的应用，可以提高效率、准确性和安全性。
随着科技的不断发展，中红外光源的性能和应用范围也将不断扩展和提升。
中红外光学材料及应用技术中红外光学材料是指在中红外波段（2μm-20μm）中能够传播光波并承受高功率激光束的材料。
这类材料由于在可见光范围内透过率底，吸收系数高，难以发生非线性效应而被称为“光学玄学”。
目前，中红外光学材料具有广泛的应用价值，比如制作中赤外激光器材料、制作中红外透镜和反射镜、制作晶体声光调制器和中红外光电控制器等。
中红外材料的种类和特点中红外材料种类较多，主要包括：ZnSe、ZnS、GaAs、Ge、Si、Cu2O、AgCl、AgBr、NaCl等。
这些材料在中红外波段中具有不同的优缺点。
ZnSe是中红外区域内普遍使用的材料之一，它具有精确的切割能力、高透明度、优异的激光光学特性以及较低的散射和吸收率。
ZnS比ZnSe价格便宜，但其晶体容易受潮、降解，使用不太稳定。
Ge是一种中红外光学玻璃，它透过范围较宽，透过率高，但散射和吸收仍然较高，成本也比ZnSe和ZnS高。
Cu2O是一种半导体材料，具有很好的中红外区域传输性和吸收性能，但其折射率较小，只适合用作厚度较大的光学元件。
AgCl和AgBr透光率很高，但不稳定，随着时间的推移，透明度逐渐下降，应用受到限制。
NaCl在中红外波段中具有良好的透射性，但在加工和使用过程中极易被水分和油脂污染，容易出现裂纹。
中红外材料的应用之一是制作中红外激光器材料。
ZnSe和ZnS材料在中红外波段都有较高的折射率和透过率，因此特别适合用于制作中红外激光器。
利用Nd:YAG和CO2激光，可以在这些材料上生长高质量的中红外激光材料。
中红外透镜和反射镜的制作也是中红外材料的主要应用。
透镜和反射镜是中红外光学系统中的重要组成部分，直接影响光路的传输质量和成像效果。
利用大功率CO2激光器将ZnSe或ZnS板材后加工成透镜或反射镜，可以获得优异的成像效果和较高的耐热性能。
中红外晶体声光调制器和光电控制器是应用中红外材料的另一重点方向。
这些组件可用于光电通信、医疗、天文和军事领域。
2024年红外光源市场需求分析1. 红外光源的概述红外光源是一种用于发射红外辐射的光源，主要应用于红外物体识别和红外热成像等领域。
随着人们对红外技术的广泛应用，红外光源市场需求日益增大。
2. 红外光源市场的规模和趋势据市场研究数据显示，红外光源市场从2019年开始呈现快速增长的趋势，市场规模不断扩大。
这主要得益于红外技术在军事、安防、医疗、工业等领域中的广泛应用。
红外光源市场的主要增长驱动因素包括：•军事需求增加：军事领域对红外光源的需求主要用于夜视仪、无人机红外成像等方面，随着军事技术的发展，红外光源的需求将进一步增加。
•医疗领域应用增长：红外光源在医疗领域的应用主要集中在红外成像、肿瘤治疗等方面，随着人们对医疗科技的要求提高，该需求将进一步增加。
•工业用途扩展：红外光源在工业领域的应用范围不断扩大，包括红外加热、红外检测等方面，工业领域对红外光源的需求将持续增加。
3. 红外光源市场的细分和竞争态势红外光源市场可以根据技术类型进行细分，主要包括：•LED红外光源：LED红外光源是目前市场占有率最大的一种红外光源，具有低功耗、长寿命、可调光等优势。
•光电子器件红外光源：光电子器件红外光源包括半导体激光器、红外激光二极管等，主要应用于高精度测量和通信等领域。
•滤光片红外光源：滤光片红外光源通过滤波技术将可见光转换为红外光，适用于特殊需求场景。
红外光源市场竞争激烈，主要厂商包括FLIR Systems、Excelitas Technologies、Hamamatsu Photonics等。
这些公司在技术研发、产品性能和市场渗透方面都有较强的竞争力。
4. 红外光源市场的机遇和挑战红外光源市场面临着机遇和挑战：•机遇：红外技术的不断创新和应用拓展为红外光源市场带来了新的机遇，包括无人驾驶、智能家居等领域的需求增加。
•挑战：红外光源的价格较高，因此成本控制是一个重要的挑战。
此外，技术创新和产品升级也是市场竞争的关键。
主动式红外探测器中红外接收器的工作原理主动红外探测器能主动发射红外光，即当被探测目标侵入所防范的警戒线时就会遮挡掉红外发射机与接收机之间的红外光束，我们把这种能响应被遮挡红外光束，并进入报警状态的电子装置称为主动红外探测器。
下面介绍一下能接收红外光束的光电探测器。
由于同质半导体硅不同的掺杂形成的PN结、不同质的半导体组成的异质结，或金属与半导体接触形成的肖特基势垒都存在内建电场。
当光照这种半导体时，半导体对光的吸收就产生了光生电子和空穴，它们在内建电场的作用下就会向相反的方向移动和积聚而产生电位差。
这就相当于向PN结加上一个正电压，就是光生电动势。
如果将这样的PN结与外电路相连，就有电流流过外电路，从而在负载电阻上得到一个随入射光变化的电压信号。
这就是不加电源，能将光信号转变为电信号的光电池的工作原理。
与上述光电池不同，光敏二极管一般在负偏压情况下使用，由于施加了大反偏压，增加了耗尽层的宽度和结电场。
这样，在结区强电场的作用下，在耗尽层中产生的电子—空穴对不必经过引起复合的扩散过程，就可对电流作出贡献，显然，提高了光敏二极管的灵敏度。
但值得注意的是，为了提高灵敏度及响应时间，却不能无限地加大反向偏压，因为它会受到PN结表面漏电及反向击穿电压等因素的限制。
光敏三极管是一种相当于在基极和集电极之间接有光电二极管的普通三极管，在正常工作情况下，此光电二极管应反向偏置。
因此，不管是P—N—P还是N—P—N光敏三极管，一般用基极—集电极结作为受光结。
当集电极加上相对于发射极为正电压且基极开路时，基极—集电极结处于反向偏压下。
它的工作机理完全与反偏下的光敏二极管相同。
这里，入射光子在基区及收集区被吸收而产生电子—空穴对，形成光生电压，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了的信号电流。
因此，从这点可以更明确地说，光敏三极管是一种相当于将基极集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大器。
浅析中红外激光在光电对抗领域的应用摘要最近几年，为了能够有效地应对高级的红外线导向武器的威胁，各种新型的红外线干扰方法和方法都在不断地涌现。
红外激光的致盲、致炫和杀伤技术是解决这些问题的一种重要方法。
因此，本文着重论述了中红外波段在光电对抗方面的研究：论述了中红外波段的应用、分类以及美国、俄罗斯等国家在中红外波段光电对抗方面的发展状况；在此基础上，对红外激光（3~5μ m）光电对抗技术的研究进展及发展方向进行了归纳，并对化学、气体和固体等中红外激光光电对抗技术在中红外激光光电对抗领域的发展前景进行了展望。
关键词：中红外激光；光电对抗；抗干扰引言早在激光器出现的时候，它的军用意义就已经被考虑到了。
当用于光电对抗、告警和干扰器时，通常都要在空气中进行传送，但是，在空气中的传送中，不同的光会产生非常强烈的吸收。
地表紊动空气是一类比较微弱的不均匀性媒质。
在复杂的环境中，由于水汽、 CO和CO2等气体对特定波段的光的强烈吸收，使得光柱在经过复杂的环境中会出现发散、畸变和闪烁等现象。
当前中红外雷达干扰技术是一种集报警、跟踪、瞄准、干扰与杀伤为一身的复杂雷达体制，是当前针对4-5微米波段中红外雷达体制的有效检测与干扰手段。
针对各种应用场景，可分为车载、舰载、机载、天基等多个类型，研究中红外波段的中红外光光电对抗技术，既有重大的理论意义，又有重大的实际应用前景。
1中红外激光光电在对抗领域中的应用1.1阿帕奇ＡＨ－６４Ｄ攻击直升机尾翼末端的定向红外对抗系统至于高能量持续时间，则以高能量兆瓦量级的化学激光为主。
美国海军在波音747飞机上安装了一套 DF激光装置，并在该装置上做了飞行试验。
基于波音747飞机的载重计算，其总质量约为130—150吨，输出的输出波长为3.7-4.3微米。
根据相关资料分析，美国研发的以光导纤维为基础的光电对抗设备，以高功率、高强度的激光干扰为主导。
比如，美国“神剑”计划在2017年度完成了由7台紧凑的光纤激光组成的相控阵，可以对7 km范围内的物体进行精准杀灭，并可有效应对空气中的干扰，满足美国军队对其武器系统的要求。
光电探测器在材料科学中的应用随着科技的发展，光电探测器在材料科学中的应用越来越广泛。
作为一种用于光电转换和制造材料的器件，光电探测器可以利用光电效应将光转化为电信号，并对这些信号进行电信号处理。
本文将探究光电探测器在材料科学中的应用，并介绍几个重要的光电探测器种类。
一、光电探测器在材料表征方面的应用光电探测器可以帮助材料学家们探测材料不同的物理和化学性质。
其中，光谱学、热发光学和磁光学领域都是光电探测器最主要的应用领域。
1、光谱学光谱学用于研究材料的结构和性质。
光电探测器可以帮助分析物质的光谱图像，从而确定材料的成分和特性。
例如，紫外和红外光电探测器可以用于测量物质的光谱峰值，以便更准确地确定材料中各元素的含量。
2、热发光学热发光学研究的是材料的热引发光产生的机理和过程。
热发光光电探测器可以用于研究材料的热发光特性和热降解机理。
例如，高灵敏度的红外热释电光电探测器可以用于监测材料的热发光强度和区分不同材料的热发光谱线。
3、磁光学磁光学是研究磁场对材料光学性质的影响。
磁光光电探测器可以用于研究磁场对材料的各种光学性质如光学畸变、吸收等的影响。
例如，当磁光光电探测器被放置在一个特定强度的磁场中，材料会产生与磁场特性相关的波长变化。
这种磁光效应可以用于测量磁场的大小。
二、光电探测器在材料制备方面的应用除了帮助分析材料的性质，光电探测器还可以在材料制备方面发挥作用。
例如，在材料薄层的生长、光刻和微纳加工中，光电探测器可以用来监测和控制材料的生长，以及光刻图形在相邻区域之间的位置和分辨率。
1、光刻在微电子行业中，利用光刻技术可以将细微的电路图案纳入芯片中。
光电探测器可以帮助改善光刻工艺中的精确性和生产效率，从而提高芯片的质量和生产力。
例如，在测量和控制用于生成光刻图案的光源强度方面，光电探测器可以发挥重要作用。
通过测量和校正光源强度，光刻工艺可以正确地控制图案的尺寸和边缘精度。
2、生长过程利用光电探测器和其他表征性技术，材料的生长可以进行实时监测和控制。
红外光源作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述红外光源是指能够发射红外辐射的光源，它在科学研究和工业应用中扮演着重要的角色。
红外光的波长范围介于可见光和微波之间，具有广泛的应用前景。
红外光源通过产生红外光辐射，能够用于红外光谱分析、红外热成像、通信、安防监控等领域。
随着科技的快速发展，红外光源的原理和制备方法不断创新和改进。
目前常见的红外光源包括黑体辐射源、电阻加热元件、半导体光源等。
这些光源能够通过加热、电子激发或者电流驱动等方式产生红外辐射。
红外光源具有辐射强度高、稳定性好、响应速度快等特点，适用于不同场合下的应用需求。
红外光源在多个领域发挥着重要作用。
在科学研究领域中，红外光源被广泛应用于红外光谱分析和红外光学研究等方面。
通过对物体的红外辐射进行分析，可以获取物体的组成和性质信息。
在工业应用中，红外光源被用于红外热成像、通信、安防监控等领域。
红外热成像技术可以通过检测物体的红外辐射，实现对物体温度的实时监测与显示，广泛应用于建筑、医疗、消防等领域。
红外光源具有巨大的应用前景。
随着人们对红外技术需求的不断增加，红外光源将在更多领域发挥其优势。
未来，红外光源在能源、环境、生命科学等方面的应用将不断扩展，为人们的生活和科学研究带来更多的便利和创新。
然而，红外光源在高效能耗、光谱范围扩展等方面仍然存在挑战，需要继续深入研究和技术突破。
通过不断推动红外光源的发展，我们可以期待其在未来的科学研究和工业应用中发挥越来越重要的作用。
1.2文章结构文章结构部分内容可以包括以下几点：文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个章节的内容安排，以帮助读者了解文章的整体框架和各个部分之间的逻辑关系。
在本篇文章中，主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要针对红外光源的作用进行了概述，并对文章的结构和目的进行了说明。
正文部分对红外光源的定义和原理、应用领域、特点和优势进行了详细介绍。
结论部分总结了红外光源的重要性和发展前景，并展望了未来红外光源的发展方向。
第1篇一、引言红外光谱仪是分析化学中常用的一种仪器，主要用于物质的定性和定量分析。
光源是红外光谱仪的核心部件之一，其性能直接影响着光谱仪的准确性和稳定性。
本文将详细介绍红外光谱仪的光源，包括光源的种类、特点、工作原理以及应用。
二、红外光谱仪光源的种类1. 氙灯氙灯是一种常用的红外光谱仪光源，具有发光强度高、光谱范围宽、寿命长等优点。
氙灯的光谱范围覆盖了从紫外到近红外区域，能够满足大部分红外光谱分析的需求。
2. 钠灯钠灯是一种低成本的红外光谱仪光源，主要用于近红外光谱分析。
钠灯的光谱范围主要集中在近红外区域，适合分析含钠化合物。
3. 氦-氖激光器氦-氖激光器是一种高精度的红外光谱仪光源，具有光谱纯度高、稳定性好、寿命长等特点。
氦-氖激光器主要用于中红外光谱分析，适用于实验室研究和工业生产。
4. 二极管激光器二极管激光器是一种新型的高效、节能的红外光谱仪光源，具有光谱范围宽、寿命长、体积小等优点。
二极管激光器适用于中红外光谱分析，广泛应用于工业生产、环境监测等领域。
5. 气体激光器气体激光器是一种高效率、高稳定性的红外光谱仪光源，具有光谱范围宽、寿命长、功率可调等特点。
气体激光器适用于各种红外光谱分析，如大气遥感、化学分析等。
三、红外光谱仪光源的特点1. 发光强度高红外光谱仪光源要求发光强度高，以确保光谱仪能够检测到微弱的光信号。
氙灯、氦-氖激光器、二极管激光器等光源均具有高发光强度的特点。
2. 光谱范围宽红外光谱仪光源的光谱范围应覆盖所需分析物质的红外吸收区域。
氙灯、气体激光器等光源具有较宽的光谱范围，适用于各种红外光谱分析。
3. 稳定性高红外光谱仪光源的稳定性对于光谱分析的准确性至关重要。
氦-氖激光器、二极管激光器等光源具有高稳定性，可保证光谱分析的重复性和准确性。
4. 寿命长红外光谱仪光源的寿命长可以降低仪器维护成本。
氙灯、气体激光器等光源具有较长的使用寿命，适用于长期运行的实验室和工业生产。
第40卷第10期红外与激光工程2011年10月Vol.40No.10Infrared and Laser Engineering Oct.2011中红外半导体光源和探测器件及其应用张永刚，顾溢，李耀耀，李爱珍，王凯，李成，李好斯白音，张晓钧(中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室，上海200050)摘要：中红外波段(2~25μm)的光电子器件在气体检测、红外遥感和红外对抗等领域都有重要应用。
介绍了笔者近年来在中红外波段的半导体光源和光电探测器方面的工作进展，包括InP基量子级联激光器、2μm波段锑化物量子阱激光器和波长扩展InGaAs光伏型探测器的研制以及器件应用方面的工作。
这些光电子器件所用高性能材料都是笔者采用分子束外延方法生长的，中红外分布反馈量子级联激光器可在高于室温下脉冲工作，2μm波段锑化物量子阱激光器可在80℃下连续波工作，室温工作InGaAs探测器的截止波长扩展已至2.9μm。
这些器件已在气体检测等方面获得应用。
关键词：中红外；半导体激光器；光电探测器；化合物半导体；分子束外延中图分类号：TN24文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)10-1846-05Mid-infrared semiconductor light sources,detectors andits applicationsZhang Yonggang,Gu Yi,Li Yaoyao,Li Aizhen,Wang Kai,Li Cheng,Li Haosibaiyin,Zhang Xiaojun(State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics,Shanghai Institute of Microsystemand Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai200050,China)Abstract:The optoelectronic devices in mid-infrared(2-25μm)band have important applications in gas detection,infrared remote sensing,infrared countermeasure,etc.Our efforts on the development of mid-infrared semiconductor light sources and photodetectors,including InP-base quantum cascade lasers,2μm band antimonide quantum well lasers and InGaAs photovoltaic detectors with expansion length were reviewed.The high performance materials for those devices were based on our molecular beam epitaxy grown wafers.Pulse operation of mid-infrared distribution feedback quantum cascade lasers was achieved, and continuous wave operation of2μm band antimonide multi quantum well lasers at80℃was reached.The cut off wavelength of room temperature operation InGaAs photodetector was extended to2.9μm.Those devices had been used for gas detection,etc.Key words:mid-infrared;semiconductor laser;photodetector;compound semiconductors;molecular beam epitaxy收稿日期：2011-02-13；修订日期：2011-03-15基金项目：国家973计划(2006CB604903)；863计划(2006AA03Z0406)；国家自然科学基金(60136010，60876034，60406008，60676026)作者简介：张永刚(1957－)，男，研究员，博士，主要从事化合物半导体光电材料、器件及应用研究。
Email:ygzhang@第10期0引言波长在2~25μm范围的中红外(MIR)波段具有一系列独特的光谱特性，包括大气窗口、气体特征吸收、光谱或热成像、医疗、夜视以及红外对抗等，已引起了人们的广泛关注，和这些特性密切相关的各种应用使得这个波段的光源和探测器日显重要。
与其他基于热学特征的器件相比，基于量子特征的半导体光电子器件具有高速、高效率以及独特的光谱特征等一系列优点，使人们对这个波段的半导体光源和光探测器的需求与日俱增。
在各种类型的应用中，随着不同类型的半导体激光器进入中红外波段,量子级联激光器(QCL)和带间级联激光器(ICL)、中红外短波段的锑化物量子阱激光器(MQWLD)以及InGaAs光电探测器都有了长足发展，基于可调二极管激光吸收光谱(TDLAS)的中红外波段气体传感已引了广泛关注，这些器件的进步已大大加速了MIR-TDLAS的研究进程，其目的是发展小型化、坚固可靠，具有合适性能特别是特异选择性的气体传感器，同时，InGaAs探测器也在航天遥感和激光雷达探测等领域获得重要应用。
面对这些背景，笔者在研发中红外波段的半导体激光器和探测器以及推动其应用方面做了持续的努力，以下着重介绍近年来的一些进展。
1InP基量子级联激光器InP基的InAlAs／InGaAs QCL特别适合工作于4～10μm波长范围，笔者在此方面的研究工作已持续了十余年，具体工作包括：含数百上千层薄至1nm量级的微结构半导体薄膜材料的气态源分子束外延生长、各种结构的激光器芯片研制以及器件性能的测试分析和优化等，近年来侧重发展单模DFB结构器件、分析和改进器件的热特性以及开发实用化的器件模块等方面[1-7]。
目前，QCL模块已可在高于室温下脉冲驱动稳定工作，图1为分布反馈DFB-QCL模块的典型特性，其激射波长约为7.7μm，适合应用于温室效应气体N2O的TDLAS探测。
22μm波段量子阱激光器GaSb基A lGaAsSb/InGaAsSb多量子阱(MQW)激光器特别适合于2～3μm的激射波长，但由于其在材料生长和器件工艺方面的困难因而发展较慢。
笔者在此方面的研究工作也已持续了十余年，目前，所研制的2.1μm波长锑化物量子阱激光器已可在超过80℃下连续波工作[8]，并在一定驱动范围内获得稳定的单模输出，图2为其典型特性。
笔者在不含锑的InP基波长延伸激光器方面进行了探索[9-13]，希图2AlGaAsSb/InGaAsSb MQW激光器的典型特性Fig.2Performances of fabricated AlGaAsSb/InGaAsSb MQW laser 图1InAlAs/InGaAs DFB-QCL在不同温度下的激射光谱Fig.1Lasing spectra of fabricated InAlAs/InGaAs DFB-QCL at different temperatures张永刚等：中红外半导体光源和探测器件及其应用1847红外与激光工程第40卷望把其激射波长拓展到2μm以上。
3短波红外InGaAs探测器对于InP基的三元系InGaAs材料，由于其具有很好的材料稳定性及良好的抗辐照性能，并且有较成熟的材料生长和器件工艺，因此，可以期望得到性能良好的探测器，特别是在高速、室温工作和强辐照等环境下。
采用与InP晶格匹配的In0.53Ga0.47As材料制作的探测器，其截止波长约为1.7μm，为使InGaAs探测器的截止波长向长波方向拓展，就需要增加其中In 的组分从而使材料的禁带宽度相应减小。
例如，要将In x Ga1-x As探测器的截止波长从1.7μm扩展至2.9μm,就需要使In的组分x从0.53增加至约0.9，这会使InGaAs和InP衬底间产生约2.6%的晶格失配。
在此大失配情况下，为保证良好的材料质量，从而防止探测器的性能劣化，就必须引入合适的缓冲层结构。
笔者采用气态源分子束外延(GSMBE)方法,应用不同的缓冲结构及器件构型研制了系列化的波长延伸InGaAs/InP 光伏探测器，并对其性能进行了具体表征(见图3)，其室温下的截止波长已可覆盖1.7~2.9μm[14-24]。
图3波长扩展InGaAs探测器的探测率和R0A温度特性测量结果及其与Judson InAs探测器的比较Fig.3Measured detectivity and R0A data of wavelength extended InGaAs photovoltaic detectors cut-off at2.4μm and2.9μm and that of Judson InAs detector 4器件应用在航天遥感方面InGaAs探测器的优异性能已得到了公认，成为短波红外波段的优选器件。
采用GSMBE方法生长的原位掺杂成结外延材料研制的焦平面器件已在此波段获得良好的性能[25-28]，可望得到广泛应用。
在MIR-TDLAS方面，笔者已采用自制的中红外光电子器件进行了一系列气体检测实验。
首先，用温室效应气体N2O作为目标气体，采用7.7μm波长的自制DFB-QCL及自建系统进行了气体探测演示，图4为测量系统及其检测结果[29]。
其后，又采用自制2.1μm 波长的AlGaAsSb/InGaAsSb MQW-LD和InGaAs探测器进行了一系列TDLAS实验[30-32]，在此实验中采用的光程为10m的气体池已达到了亚ppm的检测(a)检测系统示意图(a)Schematic diagram of detection system(b)采用脉冲波长扫描方案测得的N2O吸收谱(b)Absorption spectrum of N2O using wavelength scan scheme图4采用InAlAs/InGaAs DFB-QCL在7.7μm波长上进行的气体TDLAS检测实验Fig.4TDLAS experiment adopting InAlAs/InGaAs DFB-QCL at7.7μm1848第10期灵敏度，图5为实验系统及测量结果。
