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量子阱红外探测器工作原理及介绍

[2020/5/14]

  红外探测器是一种对于红外辐射进行高灵敏度感应的光电转换器件。早起的红外探测基于红外辐射的热效应,根据电子受光子激发后输送性能的差异制作的探测器称为光子探测器。
  目前以碲镉汞为代表的光子探测器已经获得了长足的发展,而与碲镉汞探测器有着不同量子机理的量子阱红外探测器正崭露头角。
  对物体热特征分布的探测石对红外辐射感知的必然发展。单元器件和二维机械扫描系统结合实现了第一代扫描成像探测技术,红外焦平面器件将机械扫描转换为电扫描,单个元器件演变为阵列器件,这就是第二代成像探测技术。
  在单元器件发展到阵列器件过程中,均匀性成为影响成像探测能力的关键。目前碲镉汞红外焦平面器件在红外成像探测技术领域内举足轻重,一如硅材料在微电子领域的地位。然而由于碲镉汞中Hg-Te结合键的相对脆弱,材料和器件制备技术始终难以像硅工艺那样得到精确控制,均匀性难度极大。QWIP器件的主导材料是砷化镓基半导体,材料与器件工艺仅次于硅工艺,均匀性可以高约1个数量级。
  当然,量子阱红外探测器由其基本工作原理决定,量子效率比碲镉汞红外探测器要小近1个量级。QWIP在均匀性上的优势以及在量子效率上的劣势决定了它与碲镉汞红外探测器件两者必然处于一种互补状态。

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