美國倫斯勒理工學院的研究人員開發出了一種基于納米技術的新型量子點紅外探測器(qdip)。這種以金為主要材料的新型元件可大幅提高現有紅外設備的成像素質,將為下一代高清衛星相機和夜視設備的研發提供可能。

美國專利us7312450(2007年12月25日授權)本發明提供一種可在保持性能的同時降低功耗的紅外探測器件。該器件由一個熱釋電元件、一個i/v轉換電路、一個電壓放大電路、一個探測電路、一個輸出

紅外探測器是一門新興技術,其應用包括溫度測量、匪警/火警、機器人/工業設備、熱彈性應力分析、醫療診斷以及包括氣體分析在內的化學分析.主要介紹紅外探測器發展的三大趨勢:熱成像、數據傳輸和激光測距.回顧這些技術可使人們了解目前的工藝水平及其發展趨勢.

optek技術公司研制出op570系列的硅npn光電晶體管紅外探測器。這種探測器被封裝在0.10×0.08in的表面安裝型管殼內,并配有高性能的紅外透鏡。作為

法國ulissas公司向市場投放了一系列像元間距為25μm的硅紅外探測器。ul02152型探測器是一個160×120元的列陣,其熱時間常數<ms,占空因數

美國專利us7485870(2009年2月3日授權)本發明提供一種氣動型紅外探測器,它包括一個敏感腔和一個參考腔,它是通過測量其敏感腔的氣動膨脹來探測紅外輻射的。其原理是,敏感腔吸收紅外輻射能量后,其溫度上升,從而發生氣動膨脹。參考腔通過機械方法與敏感腔相連,它是用來控制敏感腔的氣動膨脹的。這種膨脹或者用電學方法探測,或者用光學方法探測。本專利說明書共33頁,其中有23張插圖。

采用n型摻雜的algaas/gaas和algaas/ingaa多量子阱材料,基于mocvd外延生長技術,利用成熟的gaas集成電路加工工藝,設計并制作了不同結構的中波-長波雙色量子阱紅外探測器(qwip)器件,器件采用正面入射二維光柵耦合,光柵周期設計為4μm,寬度2μm;對制作的500μm×500μm大面積雙色qwip單元器件暗電流、響應光譜、探測率進行了測試和分析。在-3v偏壓、77k溫度和300k背景溫度下長波(lwir)和中波(mwir)qwip的暗電流密度分別為0.6、0.02ma/cm2;-3v偏壓、80k溫度下mwir和lwirqwip的響應光譜峰值波長分別為5.2、7.8μm;在2v偏壓、65k溫度下,lwir和mwirqwip的峰值探測率分別為1.4×1011、6×1010cm.hz1/2/w。

軍用紅外探測器需要使用工作在各種紅外波段的大規格、高均勻性多色焦平面陣列器件。滿足這些要求的一個候選者就是量子阱紅外(光電)探測器(quantumwellinfraredphotodetector,qwip)。作為新一代紅外探測器,qwip基于極薄半導體異質結構中的載流子束縛效應。gaas/algaas/qwip的主要優點包括標準的ⅲ-ⅴ族襯底材料和技術、良好的熱穩定性、大面積、低研發成本以及抗輻射性。qwip的另一個重要優點是具有帶隙工程能力。可以通過調節量子阱寬度和勢壘組分設計出滿足特殊要求(例如多色焦平面列陣應用)的器件結構。介紹了對qwip探測物理機制的理解以及近年來多色qwip技術的發展狀況。

回顧了近10年基于半導體中量子限制效應紅外探測器的進展.主要關注的是二維限制結構,即量子阱結構,形成的區別與傳統紅外光子探測的子帶躍遷機理.在紅外光電子領域作為新族的量子阱紅外探測器(quantumwellinfraredphoto-detector,qwip)與最典型的紅外探測器代表碲鎘汞紅外探測器進行了各自特色的分析,包括基本工作機理和材料與器件的制備技術等方面.對于qwip發展的回顧提升了與碲鎘汞紅外探測器之間的互補關系.也給出了對于qwip在未來發展方面的基本趨勢.

紅外探測器安裝圖： 門磁安裝圖： 使用方法： ●首先把紅外探測器安裝在高約1.5~2.5米的地方，打開電源開關。安裝時， 應調整探測器的傾斜角度，以使其探測距離最遠。 ●按遙控器布防鍵，主機發出“嘀”聲，約延時20秒后探測器進入布防狀態， 有人進入監控區，主機即刻報警（人體橫切探測器走動時，靈敏度較高）。每 次觸發報警時間約為60秒，再次進入監控區，再次報警。 ●遇到緊急情況，按遙控器求救鍵，這時，探測器無論是處于布防或撤防狀態， 即刻緊急報警求救。 ●探測器處于報警狀態或緊急報警狀態時，按遙控器上的撤防鍵，則立即停止 報警，并且有人在監控區活動也不報警。 安裝指南： 1。探頭應避免直對門窗口，以免誤報； 2。應調整探測器的傾斜角度，以使其探測距離最遠； 3。探頭的菲妮爾透鏡應保持干凈，不能有遮擋物體； 4。探頭應遠離冷熱源，例如空調出風口、暖氣、冷氣機等 5

0引言在法國,碲鎘汞的研究與發展已經有25年多的歷史了,這項工作是該國sofradir工業集團公司和cea-leti公共實驗室之間通過大力協作進行的。為了縮短該技術推向市場的時間,sofradir工業集團公司和cea-leti在grenoble地區成立了一個聯合實驗室(defir)。目前在該地區大約有600人在從事紅外探測器的研制工作。碲鎘汞紅外探測器技術獲得良好評價已經

設計了帶有保護環結構的平面型24×1ingaas線列短波紅外探測器,利用n-i-n+型inp/in0.53ga0.47as/inp外延材料閉管擴散制備了平面型探測器。lbic測試顯示光敏元沒有明顯擴大,保護環起到了有效的隔離效果;i-v測試表明器件的優值因子r0a約4.2×106.cm2,在-0.1v反向偏壓下的暗電流密度約22na/cm2,擬合得到的理想因子接近1,說明正向電流成分主要為擴散電流;在室溫20℃,器件的響應光譜在0.9～1.68μm波段范圍,其平均峰值電流響應率為1.24a/w,平均峰值探測率為3.0×1012cm.hz1/2/w,量子效率接近95%,響應的不均勻性為2.63%。

本發明提供一種被動紅外探測器．該探測器由兩個傳感器和一個評價電路組成．第一個傳感器(1)用于產生代表熱源與探測器背景環境之間溫差的紅外信號；第二個傳感器(3)用于敏感探測器的環境溫度；評

紅外探測器廣泛應用于多光譜成像系統中,文章提出并建立了一種紅外線陣時間延遲積分探測器的成像實驗系統,闡述了成像系統的工作原理,對影響成像質量的兩個主要因素電子穩像與自動對焦進行了深入分析。利用高精度直流測速機確定了轉臺轉速與探測器的行轉移頻率,采用卡爾曼濾波算法濾除了測速機帶來的噪聲,提高了速度匹配精度。在分析比較紅外相機四種檢焦方法的基礎上采用視頻信號幅度法進行檢調焦。在國家光學機械產品質量監督檢驗測試中心實地搭建了成像實驗系統,并分別對5.3,6.4和9.2mm寬度靶標成像。實驗結果表明,采集到的原始靶標紋理清晰,照相分辨率達到了每毫米11.3對線,達到了實驗預期目的。

紅外探測器分類及應用 紅外探測器是能對外界紅外光輻射產生響應的光電傳感器，是目前傳感器 領域發展的重點之一。利用它制成的探測器是軍事、氣象、農業、工業、醫學 等方面需要的設備，它涉及物理、材料等基礎科學和光學、機械、微電子和計 算機等多學科領域的綜合科學技術。 按照工作機理分類： 熱探測器和光子探測器的分類和特點 ·光子探測器：光子探測器的工作機理是利用入射光輻射的光子流與探測器材料 中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態，引起各種電學現象，這種現象 稱為光子效應。光子探測器有內光電和外光電探測器兩種，后者又分為光電 導，光生伏特，光電發射型，光磁電型等四種。 ·熱探測器：紅外熱探測器的工作原理是利用輻射熱效應。探測器件接收輻射能 量后引起溫度升高，再由接觸型測溫元件測量溫度改變量，從而輸出點型號。 熱探測器主要有四類：熱電堆，熱釋電型，和氣體型。 光子探測器和熱探測器的分類和

主動/被動紅外探測器 系統的基本組成紅外線報警器是利用紅外線的輻射和接收技校構成的報警 裝置。根據工作原理，又可分為主動式和被動式兩種類型。 （1）主動式紅外探測器 主動式紅外探測器是由收、發裝置兩部分組成。發射裝置向裝在幾米甚至于 幾百米遠的接收裝置輻射一束紅外線，當被遮斷時，接收裝置即發出報警信號， 因此，它也是阻擋式報警器，或稱對射式探測器。通常，發射裝置由多諧振蕩器、 波形變換電路、紅外發光管及光學透鏡等組成。振蕩器產生脈沖信號，經波形變 換及放大后控制紅外發光管產生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變為較細 的紅外光束，射向接收端。 接收裝置由光學透鏡、紅外光電管、放大整形電路、功率驅動器及執行機構 等組成。光電管將接收到的紅外光信號轉變為電信號，經整形放大后推動執行機 構啟動報警設備。主動式紅外報警器有較遠的傳輸距離，因紅外線屬于非可見光 源，入侵

紅外探測器是紅外成像技術的核心,直接影響著紅外成像系統的性能。在分析目標成像尺寸的基礎上,詳細分析光學彌散、探測器噪聲、成像陣列盲元等的形成機理,并進行建模和仿真,最后將這些模型依次疊加。采用此方法得到的仿真圖像充分考慮了探測器各種效應的影響,提高了仿真圖像的真實性與逼真度,可為紅外成像系統的研制及目標檢測識別算法提供測試場景與依據。

為了表征噪聲對量子點紅外探測器性能的影響,本文推導了噪聲的理論模型.該模型通過考慮納米尺度電子傳輸和微米尺度電子傳輸對激發能的共同影響,并結合噪聲增益,實現了對噪聲的估算.得到的結果與實驗的數據相比,顯示了很好的一致性,從而驗證了這個模型的正確性.

本文簡要介紹了多量子阱探測器、熱電探測器、混合型及單片型圖象傳感器等紅外探測器的研究近況,并對關鍵技術進行評述。

日本hamamatsu光子學公司生產出各種各樣的高性能紅外探測器,它們的響應光譜包括20μm以上的長波紅外,其截止頻率高達2ghz。

紅外探測器

針對量子阱紅外探測器(qwip)光敏元靈敏度低,參數測試條件苛刻的局限,在充分研究其工作原理的前提下,構建了其工作環境,設計了多個參數的測試方案.在液氮制冷條件下測試了8～9mgaas/algaas量子阱紅外探測器的電阻溫度特性、電流溫度特性,利用電流前放和鎖相放大依次對qwip的輸出電流信號進行選頻放大,測試其光電流,得到了qwip光敏元電阻與溫度的對應關系,驗證了器件的負電阻溫度特性,進而可以快速判斷探測器光敏元的有效性.測試采用labview8.0進行數據處理、分析及顯示.通過對實驗數據的分析,qwip的阻抗隨溫度的降低呈指數上升,暗電流隨著工作溫度的降低而減小,光電流隨著溫度的降低而增大,表明探測器的性能隨工作溫度的降低而逐步增強.