中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
第三代红外探测器发展的一个重要方向是高工作温度探测器。对于碲镉汞n-on-p探测器而言，n+-n--p结构以及良好的钝化工艺能够有效的抑制暗电流的产生，从而在高工作温度条件下获得较好的探测器性能。基于自行开发的成结模拟器，对n+-n--p结构的高温器件进行了工艺仿真和器件仿真，获得成结过程的制备参数，并结合抑制表面漏电的组分梯度钝化工艺，将高工作温度下的暗电流抑制至理论极限，研制出可以在更高温度工作下的碲镉汞n-on-p红外焦平面探测器。经测试，中波n-on-p红外焦平面器件在不同工作温度下性能优异，在80K工作温度下噪声等效温差（NETD）达到了6.1 mK，有效像元率为99.96%；而在150K工作温度下噪声等效温差（NETD）为11.0 mK，有效像元率为99.50%，达到了同类器件的理论极限。
碲镉汞 n+-n--p 高工作温度 红外焦平面 HgCdTe n+-n--p high operation temperature（HOT） infrared focal plane array
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
红外光电探测技术通常工作在无源被动的传感模式，具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、全天时工作等优点，在航天遥感、**装备、天文探测等方面都有广泛应用。至今，二代、三代红外光电探测器已大规模进入装备，高端三代也在逐步推进实用化，并出现了前沿前瞻性的新概念、新技术、新器件。本文聚焦国内外的红外技术研究现状，重点介绍红外光电探测器当前的研究热点与未来的发展趋势。首先，介绍针对战术泛在化、战略高性能的SWaP3概念。其次，综述以超高空间分辨率、超高能量分辨率、超高时间分辨率、超高光谱分辨率为特征的高端三代红外光电探测器，分析挑战光强探测能力极限的红外探测器的技术特征与实现方法。然后，论述基于人工微结构的四代红外光电探测器，重点介绍偏振、光谱、相位等多维信息融合的实现途径与技术挑战。最后，从片上数字化升级为片上智能化的角度，探讨未来极具变革性趋势的红外探测器。
红外光电探测器 SWaP3 多维信息融合 片上智能化 曲面/柔性探测器 infrared photon detector SWaP3 multi-dimensional information fusion on-chip intelligence curved/flexible photodetector
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海200083
3 中国科学院大学, 北京100049
针对拼接型短/中波的超长线列焦平面探测器与直线脉管集成耦合的要求,分析了超长线列焦平面杜瓦封装的难点。通过对超长冷平台的温度均匀性、超长冷平台支撑结构、大体积组件杜瓦低热负载、超长线列杜瓦真空寿命等封装技术进行研究,提出了多点“S”型冷链结合导热层的三维热输出方法, 设计了“桥式”两基板的超长冷平台支撑结构, 解决了超长冷平台高温度均匀性、集成探测器后低应力及焦深控制、超长线列探测器杜瓦组件的环境适应性、低热负载和长真空寿命等关键技术, 成功研制超长线列双波段焦平面探测器制冷组件, 并通过一系列空间环境适应性试验验证, 试验前后组件性能未发生明显变化, 满足工程化应用的要求。
超长线列红外探测器 双波段 杜瓦封装 long linear IRFPA detectors dual-band Dewar packaging 红外与激光工程
2018, 47(11): 1104003
1 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
调制传递函数(MTF)值是表征碲镉汞(HgCdTe)红外探测器成像性能的重要参数。串音是减小探测器MTF值的主要因素之一。合理的器件结构设计可有效地抑制串音,从而提高器件MTF值。介绍了一种含金属框结构的HgCdTe红外焦平面探测器,该器件可有效吸收横向扩散光生载流子并减小器件的串音干扰。对含金属框结构的器件和无金属框结构的器件进行MTF测试及对比分析。测试结果表明,与无金属框结构的器件相比,含金属框结构的器件的MTF值得到显著提高。
探测器 调制传递函数 红外焦平面 金属框 串音
1 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
3 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
利用自主的分子束外延(MBE)技术在CdZnTe(111)基底上生长PbTe半导体探测器材料, 通过在PbTe薄膜上沉积In2O3透明导电薄膜、ZnS绝缘保护层和In薄膜做电极, 制成PbTe结型中红外光伏探测器．在77 K温度下, 器件响应波长为1.5～5.5 μm, 实验测量的探测率为2×1010 cm·Hz1/2W-1, 由R0A值计算的探测器峰值探测率达到4.35×1010 cm·Hz1/2W-1．随着温度的升高, 截止波长发生蓝移, 探测率降低．分析了影响探测器探测率和R0A值的主要因素．
光伏探测器 中红外 PbTe PbTe photovoltaic detector mid-IR
