红外探测器简介
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主动红外探测器技术手册1. 简介主动红外探测器是一种基于红外辐射的探测技术,广泛应用于安防、消防、人体检测以及无人驾驶等领域。
本手册将介绍主动红外探测器的工作原理、分类、特点、应用领域以及选型指南。
2. 工作原理主动红外探测器利用物体发出的红外辐射来进行探测。
其核心部件是红外发射器和红外接收器组成的传感器。
红外发射器发射一定波长的红外辐射,当有物体进入探测范围并发射反射回来的红外辐射时,红外接收器会将其接收并转换成电信号进行处理。
3. 分类主动红外探测器根据其工作原理和应用方式可以分为多种类型,包括双偏振型、窗帘型、微波型、干扰型等。
不同类型的探测器适用于不同的应用场景,用户需根据实际需求选择合适的类型。
4. 特点主动红外探测器具有以下特点:- 高灵敏度:能够对微弱的红外辐射进行捕捉和检测;- 快速响应:能够迅速识别物体的进入并作出相应的处理;- 抗干扰能力强:通过采用特殊的技术手段,可以减少虚警和误报;- 稳定可靠:具有较长的使用寿命和稳定的性能表现;- 易于安装和维护:探测器体积小巧、安装便捷,维护成本低廉。
5. 应用领域主动红外探测器在安防系统中被广泛应用,包括室内外的监控、入侵报警、门禁系统等。
此外,主动红外探测器还可用于消防系统中的早期火灾探测、人体检测系统以及自动驾驶系统中的物体识别与跟踪等领域。
6. 选型指南选购主动红外探测器时,需考虑以下几个因素:- 探测范围:根据实际需求选择适当的探测范围,以确保能够覆盖到所需区域;- 灵敏度:根据具体应用场景和需求选择合适的灵敏度设置;- 耐干扰能力:选择具有较强抗干扰能力的探测器,以减少虚警和误报;- 可调性:根据具体需要选择可调节参数的探测器,以便根据实际情况进行调整和优化。
7. 安装与使用根据不同型号的主动红外探测器,安装方式和使用方法会有所不同,用户应仔细阅读产品说明书并按照操作指南进行安装和使用。
在安装时,需注意安装位置的选择、高度、角度以及避免遮挡或干扰物体等因素。
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。
§3 红外探测器及其制冷红外探测器实际上是一种红外线辐射能的转换器。
它把辐射能转换成另一种便于测量的能量形式,多数情况下转换成电能,因为从近代的测量技术看,电量的测量最方便最精确。
对于探测和跟踪目标的探测器,按照探测过程的物理机理,可分为两类,即热探测器和光子探测器,热探测器是利用红外线的热效应而工作的。
当红外线辐射到热探测器上后,探测器材料的温度会上升,温度的变化会引起某些物理特性相应发生改变,利用测量这些物理特性的改变程度来确定红外辐射的强弱,这样的探测器称为热探测器。
热探测器要利用材料受到热辐射后温度的上升来测量的,因而反应时间较长,时间常数一般在毫秒级以上,这类探测器的另一个特点是对全部波长的热辐射(从可见光到极远红外)基本上都有相同的响应,因而有时也称这类探测器为无选择性探测器。
光子探测器是利用红外线中的光子流射到探测器上后,和探测器材料(都为半导体材料)中的束缚态电子作用后,引起电子状态的变化,从而产生能逸出表面的自由电子,或使材料的电导率改变,或产生一个电动势,以此来探测红外线。
光子探测器的反应时间短,最短的时间常数可达毫微秒(10)数量级。
要使物体内部的电子改变运动动态,入射的光子能量必须足够大。
由于一个光子的能量与光的波长有关,波长越长,光子能量越小。
当光子能量小于某一值时,就不能使束缚状态电子变成载流子或能逸出材料表面的自由电子。
换言之,光子探测器仅对具有足够能量的光子有响应,也即对光子探测器来说,存在一个长波限,当入射红外线的波长大于长波限时,光子探测器不起反应。
热探测器和光子探测器有不同的优缺点,光子探测器的灵敏度高,反应时间短,但是一种探测器只适用于一定的波长范围,使用时往往需要冷却。
热探测器的灵敏度不如前者高,反应也慢,然而它具有不需冷却和全波段有平坦响应的两大特点。
在导弹的红外制导系统中,由于要求灵敏,反应快。
一般采用光子探测器。
一、光子探测器光子探测器是基于入射光子对探测器材料内的电子作用而产生的光电子效应而工作的。
三波段红外火焰探测器工作原理三波段红外火焰探测器是一种用于检测火焰的重要设备,它能够及时发现火灾,并通过报警系统提供实时的火警信息,以保障人们的生命财产安全。
三波段红外火焰探测器主要应用于石油化工、电力、冶金、航空航天等领域,以及日常生活中的家用消防系统。
本文将介绍三波段红外火焰探测器的工作原理和基本构造,以便更好地了解这一重要设备的运作机制。
三波段红外火焰探测器利用了红外线传感技术。
红外线是一种光波,它的波长较长,人眼无法看到,但是可以被专门的传感器检测到。
火焰产生的时候会释放红外辐射,这种辐射会在红外传感器上产生变化。
三波段红外火焰探测器通过对这种变化的检测,从而实现了对火焰的快速准确的检测。
三波段红外火焰探测器是基于三种不同波长范围的红外线检测技术工作的。
这三种波段分别是紫外波段、近红外波段和中红外波段。
这三种波段对应的波长范围分别为200-250nm、700-1100nm以及3-5μm。
这三种波段的选择是因为火焰在不同的波段下会产生不同的信号,通过对这三种波段进行综合检测可以极大地提高火焰探测的准确性和鲁棒性。
三波段红外火焰探测器的工作原理还包括了信号对比分析和电路处理。
当火焰释放红外辐射时,三波段红外火焰探测器会将获得的信号与预设的阈值进行对比分析,从而判断是否有火焰存在。
在这个过程中,火焰产生的红外辐射信号会同时传入三个不同的通道,经过电路处理后再进行综合分析,利用多通道的信息可以进一步提高火焰探测的准确性和可靠性。
三波段红外火焰探测器还具有对抗误警和故障检测功能。
通过多波段红外波段的综合分析,可以降低对抗误警率。
在实际应用中,由于环境因素等原因会造成红外波段信号的失真或是产生干扰信号,但是利用多个波段的综合分析可以较好地避免这些误警情况的出现。
三波段红外火焰探测器还内置了故障检测功能,可以及时监测传感器和电路的正常运行情况,一旦发现异常情况就会及时报警,以保证系统的稳定可靠运行。
在工作原理的基础上,三波段红外火焰探测器的基本构造也相当重要。
红外探测器原理
红外探测器原理是基于红外辐射的特性。
红外辐射是一种在光谱中长波段的电磁辐射,对于人眼来说是不可见的。
红外探测器利用一种特殊的材料,被称为红外探测传感材料。
这种材料能够吸收红外辐射并转变为电信号。
当红外辐射照射到探测器上时,探测器内部的红外探测传感材料会吸收辐射能量并导致材料内部的电荷分布发生变化。
探测器内部还包含一个电路,用于测量和放大红外探测传感材料中由辐射能量引起的电荷变化。
这样,探测器就可以将红外辐射转化为电信号,从而进行信号处理和分析。
通常,探测器还配备了滤光片,用于选择特定波长的红外辐射,以增强探测器的准确性和灵敏度。
红外探测器的工作原理可归纳为以下几个步骤:辐射能量被红外探测传感材料吸收后,产生电荷变化;电荷变化被探测器内部的电路接收并放大;放大后的电信号经过信号处理和分析,可以得到关于红外辐射的信息。
红外探测器广泛应用于安防监控、火灾报警、人体检测、无人驾驶等领域。
通过感知红外辐射,探测器能够实时准确地识别和监测目标物体,具有很高的应用价值。
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温度补尝:领先领八温区补尝技术报警指示: 红色指示灯亮2秒报警防拆及信号输出端有关参数报警端口:平常为连通,报警时断开,接点容量100㎃/30VDC防拆开关:平常为速通,外壳被断开时,,接点容量100mA/24VDC产品尺寸:96*25m环境条件:-40°C~ 55°C保存温度:50°C~ 65°C抗电磁干扰:>30V/M抗白光干扰:>6500LUX为了保障您的权益,请通过正规渠道购买我们的产品,本产品通过3C认证专利保护,产品贴有防伪标签,包装印有微信二维码,方便提供技术支持。
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红外火焰探测器原理红外火焰探测器是一种用来检测火焰的设备,它基于红外辐射的原理工作。
红外辐射是指波长在红外光谱范围的电磁辐射,其波长范围通常从0.75微米到1000微米。
红外火焰探测器利用了火焰产生的红外辐射特性,通过检测这种辐射就可以判断是否有火焰存在。
当有火焰燃烧时,火焰会产生大量的热量,这些热量在一定程度上会转化成红外辐射。
红外火焰探测器会接收到这种红外辐射,然后通过内部的电路处理和分析,最终输出一个信号,用以指示火焰的存在。
红外火焰探测器的工作原理可以分为两个关键步骤:红外辐射感应和信号处理。
首先,红外辐射感应。
红外火焰探测器内部有一个红外传感器,该传感器通常采用具有高吸收红外辐射能力的材料制成。
当有火焰产生红外辐射时,这个传感器会感应到辐射,并将其转化成电信号。
这个传感器通常采用热电偶(thermocouple)或者红外光敏二极管(infrared-sensitive photodiode)。
其次,信号处理。
红外火焰探测器会将从红外传感器接收到的电信号送入内部的电路进行处理。
首先,电路会将电信号增强,以增加火焰辐射的检测灵敏度。
接下来,电路会将电信号进行滤波,以去除引起误判的干扰信号。
然后,电路会进行电压比较,将火焰辐射信号与背景辐射信号进行对比,以确定是否存在火焰。
最后,电路还会对检测到的火焰辐射信号进行解码,确定火焰的位置和强度。
这些信息可以通过控制器或者显示屏输出。
此外,红外火焰探测器还可以通过使用光栅或者滤光片来选择感应特定波长范围内的红外辐射,以提高检测的精确度。
同时,还可以通过调节电路中的参数来改变探测器的灵敏度和报警阈值。
综上所述,红外火焰探测器利用火焰产生的红外辐射特性,通过感应和处理红外辐射信号来判断火焰是否存在。
它可以用于各种场合,如工业生产、建筑安全等,提供了一种高效、准确的火灾检测方法。
红外对射探测器工作原理
红外对射探测器是一种基于红外辐射的安防设备,常见于室内外物体入侵报警系统中。
其工作原理主要分为红外发射和红外接收两个步骤。
1. 红外发射:探测器中包括一个红外光电二极管发射器。
当红外发射器处于工作状态时,它会不断地发射红外光束。
2. 红外接收:探测器内另一端的红外接收器接收发射器发射的红外光束。
接收器内有一个感光元件,通常是红外光电二极管。
当它接收到红外光时,会产生电压信号。
3. 光束中断检测:探测器中还包括对射电路,用于检测红外光束是否被物体或障碍物阻断。
当有物体或障碍物进入红外光束的路径时,光束就会被中断。
4. 报警触发:当红外光束被中断时,接收器产生的电压信号也会发生变化。
探测器会根据这个变化来判断是否发生了物体入侵,并触发报警信号。
红外对射探测器的工作原理利用了物体的红外辐射特性。
一般来说,人们和其他物体都会发出红外辐射。
当有物体进入探测器的侦测范围时,它会中断探测器发射的红外光束,从而引起接收器的电压变化。
通过监测这种变化,可以判断出是否有物体入侵,从而实现安全报警的功能。
红外探测器的工作原理红外探测器的工作原理是基于物体发出的红外辐射来检测物体。
红外辐射是指物体在温度高于绝对零度时由于分子振动而产生的电磁波。
而红外辐射的峰值波长通常在0.75 ~ 1000微米之间。
红外探测器主要是利用材料在受到红外辐射时表现出与可见光不同的电学或热学性能来实现探测。
红外探测器有多种工作原理,主要包括热感型、半导体型、光感型和红外成像型。
一、热感型红外探测器热感型红外探测器又称热成像器,主要是基于物体辐射发射热能与温度之间的关系来实现红外探测。
热感型红外探测器由热敏阻、热电偶和热成像阵列等元件组成,其中,热敏阻和热电偶主要是用于单点测量,而热成像阵列则是用于红外成像。
热感型红外探测器的优点是能够在全天候、全天场合下工作,而且具有高灵敏度、高时间分辨率和高空间分辨率等优点。
热感型红外探测器的工作原理如下:当物体受到热辐射时,会发射出一定波长的红外光,并且这些红外光的能量随着温度的升高而增加。
当这些红外光照射到探测器上时,就会导致探测器表面的温度发生变化。
这种温度变化会影响到热敏阻或热电偶的电阻值或电势差,从而产生电信号。
热成像阵列则是由若干个小区域组成,每个小区域都能够分别感知到不同位置的红外辐射,从而实现红外图像的捕捉。
半导体型红外探测器主要是通过半导体材料与红外辐射的相互作用来实现探测。
半导体型红外探测器的材料主要包括铱化铟(InSb)、砷化镓(GaAs)、铟化镉(HgCdTe)等。
其中,铱化铟和砷化镓的峰值灵敏度较高,而银镉铟复合材料的响应速度较快。
半导体型红外探测器的优点是能够同时感知红外和可见光,并且具有快速响应、高分辨率和较宽的频带范围等优点。
半导体型红外探测器的工作原理如下:当红外辐射照射到半导体材料上时,会导致半导体中的载流子发生复合,从而产生电荷。
这些电荷会在电场的作用下被分离,形成电荷信号。
利用这些电荷信号,就可以实现红外辐射的探测。
光感型红外探测器主要是基于光电效应原理来探测红外辐射。
红外气体探测器原理1. 引言红外气体探测器是一种用于检测和测量空气中特定气体的仪器。
它利用红外辐射与气体分子相互作用的原理来实现对目标气体的检测。
红外辐射具有特定的波长范围,可以与不同类型的气体发生吸收或散射,从而产生特定的光谱特征。
本文将详细介绍红外气体探测器的基本原理。
2. 红外辐射红外辐射是指波长在0.75微米(μm)至1000微米之间的电磁波。
根据波长范围的不同,通常将红外辐射分为近红外、中红外和远红外三个区域。
•近红外:波长范围为0.75μm至2.5μm,主要用于遥控器和光电传感器等应用。
•中红外:波长范围为2.5μm至50μm,主要用于热成像、火灾检测和医学诊断等应用。
•远红外:波长范围为50μm至1000μm,主要用于热成像、红外测温和红外通信等应用。
3. 红外吸收光谱不同类型的气体对红外辐射具有不同的吸收特性,这种吸收特性可以通过红外吸收光谱来描述。
红外吸收光谱是指气体在不同波长的红外辐射下发生吸收的强度与波长之间的关系。
在红外吸收光谱中,通常存在一些特征峰,这些特征峰对应着气体分子中特定化学键的振动模式。
当红外辐射的波长与气体分子的振动频率匹配时,气体分子会吸收辐射能量并发生振动。
根据这种原理,我们可以通过检测气体对特定波长的红外辐射是否有吸收来确定目标气体的存在。
4. 红外气体探测器原理红外气体探测器利用目标气体对特定波长的红外辐射进行吸收来实现检测。
它主要由以下几个组件构成:•光源:产生特定波长的红外辐射。
•传感器:接收经过气体样品后的红外辐射。
•滤波器:选择特定波长的红外辐射。
•放大器和处理电路:放大和处理传感器输出的信号。
红外气体探测器的工作原理如下:1.光源产生特定波长的红外辐射,并通过滤波器选择目标气体吸收光谱对应的波长区域。
这个波长通常是目标气体分子中特定化学键的振动频率。
2.经过滤波器后,红外辐射进入气体样品室,在样品室中与目标气体发生相互作用。
如果目标气体存在,它会吸收相应波长的红外辐射。
红外探测器 设计研发部-李平 一、红外探测器市场以及应用领域 红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。其中,中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性,应用最为广泛,研究也最为成熟;远红外的主要优点就是其穿透性,可用于探测、加热等,应用也比较广泛。近红外,由于其包含氢氧键、碳氢键、碳氧键等功能键的特征吸收线。大气中的水气、二氧化碳、大气辉光等也集中在这个波段。特有的光谱特性使得短波红外探测器可以在全球气候监测、国土资源监测、天文观测、空间遥感和国防等领域发挥重大作用。红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域,尤其在军事领域,红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。随着红外探测技术的飞速发展,红外探测器在军事、民用等诸多领域都有着日益广泛的应用。作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛,地位更加重要。 小型红外探测器是受价格驱动的商品市场,而中型和大型阵列探测器则是受成本和性能驱动的市场,并且为新产品提供了差异化的空间。但是在每种红外探测器技术(如热电/热电偶/微测辐射热计)之间存在着巨大的障碍。由于这些技术都是基于不同的制造工艺,如果没有企业合并或收购,很难从一种技术转换到另外一种技术。 红外探测器已进入居民日常安防中,其中主动式红外探测器遇到树叶、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,现在已经从最初的单光束发展到多光束,而且还可以双发双收,最大限度地降低误报率,从而增强该产品的稳定性,可靠性。据美国相关公司市场调研分析师预测,全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163. 5亿美元,复合年均增长率为7. 71%。 红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器,按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类,按照探测器是否需要致冷,分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅、氧化钒和InGaAs等探测器,致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。在过去的几十年里,大量的新型材料、新颖器件不断涌现,红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越,目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。 二、焦平面红外探测器应用现状 热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点,但是它响应时间较慢、高频时探测率低,目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器,通过配备致冷系统,具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域,光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有碲镉汞( HgCdTe) 、InGaAs、InAs /InGaSb Ⅱ类超晶格、GaAs /AlGaAs量子阱等。近年来量子点红外光探测器也引起广泛关注,量子点红外光探测器在理论上具有很多优点,但实际制备的量子点红外光探测器与理论预测的还是有一定差距。常见红外探测器种类及其特点如下表所示: 红外探测器种类 工作原理 优点 缺点 热探测器
气动探测器 受热膨胀 简单轻便,成本低,光谱范围宽,可室温工作 无选择性
探测率较低 响应速度较慢
温差电偶、温差电堆 温差电效应
测辐射热计 电阻温度特性 热释电 热释电效应
光子探测器
光电导探测器
本征型
Ⅳ-Ⅵ化合物材料 基于带间跃迁吸收光电导效应
禁带宽度窄 机械特性差 介电常数大,结电容大 Ⅱ-Ⅵ化合物材料 应用波长范围宽 技术比较成熟 缺陷密度高 成本较高 Ⅲ-Ⅴ化合物材料 材料性能优良 技术比较成熟 需要合适衬底
非本征型 重掺杂杂质能级跃迁,主要应用于长波,响应波长范围宽 成本低,工艺简单,可量产,易于调节响应波长 吸收系数低,需低温工作 量子效率较低
自由载流子 高迁移率半导体带内跃迁,载流子迁移率变化从而引起电导变化 成本低,增益高,易制备较大的二维面阵
量子效率低,需
低温工作
光伏探测器
PIN、Schottky、APD、MSM、RCE 光生载流子产生光电压 高灵敏度和响应率,噪声小,功
耗低
薄膜材料生长要
求较高
量子结构探测器
量子阱探测器 半导体材料相间排列形成具有量子局限效应的势阱,子带间跃迁
波长大幅可调,技术比较成熟,容易实现多色探测 需特殊的光耦合方式 量子阱中基态电子浓度受掺杂限制 量子效率不高
量子点探测器 维度很小的量子点内部电子受到局限,产生不连续电子能级,子带间跃迁 较小暗电流,较大增益,较高的工作温度 量子点尺寸、密度和均匀性的控制比较困难 国外第四代空空导弹制导系统中,如美国的响尾蛇、英国阿斯拉姆、俄罗斯R-73、法国米卡红外型、德国依尔伊斯特、以色列“怪蛇”系列等最新型号都采用了基于焦平面红外探测的红外制导技术。国产武器装备也是如此,空空导弹中应用抗干扰型多元成像导引头,能够高离轴角发射,并具备超机动性;在防空导弹中采用红外成像导引头,较好地解决了超低空飞行引信容易误启动的情况;在反坦克导弹中使用了红外焦平面成像式自导头,配有非冷却式光电探测器,成为非致冷式红外成像制导反坦克导弹。在瞄准系统、侦察夜视领域,焦平面红外探测器也具有广泛的应用前景。据报道,一款夜间瞄准系统升级设备将用于美国海军陆战队AH-1 眼镜蛇攻击直升机,此机载夜间瞄准系统是一个光电前视红外塔楼状传感器组件,能为海军陆战队提供远程监视、跟踪、高空目标探测、测距和激光指示。美国海军战斗机专家正在更新航母起飞的F/A-18 战斗轰炸机机载前视红外瞄准系统,以达到给飞行员提供大幅增加的目标检测和识别范围、先进激光指示能力、远离海岸行驶的精确评估、光电和红外成像的目的。 三、焦平面红外探测器发展现状 1、国内研究现状 国内研制焦平面红外探测器主要研究机构有上海技术物理研究所、昆明物理研究所、重庆44所、高德红外等单位。上海技术物理研究所在碲镉汞、铟镓砷红外探测器的研制方面,包括材料生长、器件工艺设计、电路设计方面都积累了丰富的经验。目前,焦平面红外探测器产业化发展迅速,国内已有多家企业具有生产致冷型或非致冷型焦平面红外探测器的能力,其所生产的典型产品指标如表所示: 探测器类型 材料 阵列规模 像元间距(µm) 光谱范围(µm)
非制冷 非晶硅 640×480 25 8~14 氧化钒 400×300 17 8~14 铟镓砷 640×512 25 1~1.7
制冷 碲镉汞 640×512 15 3.7~4.8 II类超晶格 320×256 30 3.7~4.8 II类超晶格 320×256 15 7.4~10.5 近年来,国内已建有具有自主知识产权的8英寸0. 25µm 非致冷红外探测器生产线,新型氧化钒800×600 高分辨力非致冷焦平面红外探测器及Ⅱ类超晶格红外探测器短波、中波和长波产品均已面世,这些成果对于提升国家自主创新能力和国家战略装备的研制具有重要意义。总体来看,国产焦平面红外探测器的制造能力正在迅速提高,不仅实现了从衬底、外延、芯片、封装到致冷机的自行设计和研发,也实现了从材料到组件的全国产化。 2、国外研究现状 国外焦平面红外探测器的生产厂商主要分布在美国、英国、法国、德国、日本及以色列等国。目前国外典型的焦平面红外探测器性能指标如下表所示: 探测材料 阵列规模 像素尺寸(µm) 光谱范围 工作温度(K) VOx 640 × 480 28 ×28 8~14 300 InGaAs 640 × 512 25×25 0.4~1.7 300 Si:As 2048×2048 18×18 5~28 7.8 InSb 1024 × 1024 15 × 15 3 ~5 77 HgCdTe 4096 × 4096 10 × 10 1. 0 ~5 4 37 HgCdTe 1280 × 1024 15 × 15 3. 4~7. 8 77~100 HgCdTe 640 × 512 15 × 15 8~10 90 Raythen 公司已研制出一种双波段HgCdTe 红外焦平面阵列结
构,而且还将会作为对现有的地基和机载战术系统进行升级的第三代产品而获得进一步的发展。在小型探测器研究领域,DARPA已成功研制了一系列像元间距为5 ~8µm的红外探测器,而作为DARPA的大口径海洋基础数据阵列计划的一部分,一种基于像元间距5µm的碲镉汞焦平面阵列的中波红外相机也已被研制出。 美国Northrop Grumman 公司研制的硒化铅探测器被认为是焦平面红外探测的一大突破,这种致冷型光子探测器具有很高的灵敏度和成像速率,但价格低廉,无需采用低温制冷装置。 法国Sofradir 公司的红外探测器产品较多,包括HgCdTe,InSb,InGaAs,QWIP以及微测辐射热计,覆盖了短波红外、中波红外、长波红外光谱。近期公司又推出了像元间距为10µm 的Daphnis系列红外探测器,该探测器是世界上第一款采用小像元间距技术制成的致冷型中波红外成像产品,非常适合电光系统研究人员用来研制陆基、机载和舰载军事系统。 早在2002年,美国传感无限公司就成功研制出高性能的InGaAs焦平面探测器产品。由于InGaAs探测器固有的价值,使得美军对此投入了大量的人力物力。2002至2015年,传感无限公司在InGaAs探测器的研制上进展迅速,短短几年内就完成了多种型号的InGaAs焦平面系列产品的研制。美国传感无限公司2012年实现了4英寸InP基工艺的量产之后,就进入到各种型号产品工程应用的发展时期。其