红外焦平面阵列技术的未来二十年

一、引言

本世纪中超大规模集成电路和微电机械加工(MEMS)技术的发展,使红外探测器技术取得了惊人的进展,红外焦平面阵列技术是这种技术发展的一个里程碑。因红外探测的隐蔽性和有效性,其应用领域主要是军事方面,对该技术的迫切期望使之成为军方的“宠儿”。特别是冷战军备竞赛,军方投入巨资使红外探测技术发展突破了前进道路上一个又一个的障碍,使红外探测器技术从30年代单一的PbS器件发展到现在的多个品种,包括InSb、HgCdTe、PtSi、InGaAs、GaAlAs、非本征硅等量子探测器、 Vox、PZT、多晶硅和非晶硅等热探测器;从单元器件发展到目前焦平面信号处理的大型红外焦平面探测器。其阵列集成规模已高达2048´2048元[2],从极低温工作发展到了目前的77K或室温工作阵列,特别是近年的发展已接近于可见光CCD、APS和CMOS图像传感器的水平。同时红外探测技术正在急速地拓展新的应用领域和市场,迅速地渗透到广阔的商用领域,改变其长期以来主要用于军用领域的状况。

二、器件制造技术的发展趋势

1、阵列集成规模将进军4K´4K

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非制冷红外探测器

1 非制冷探测器技术发展概况
自上世纪90年代,非制冷凝视型红外热像仪迅速进入应用市场。这种热像仪与制冷型凝视红外热像仪相比,虽然在温度分辨率等灵敏度方面还有很大差距,但具有一些突出的优点:不需制冷,成本低、功耗小、重量轻、小型化、启动快、使用方便、灵活、消费比高。
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