迄今为止,在红外领域人们研究了不同材料,并用于红外探测器制备。下图1展示了红外探测器发展的主要历程,随着材料生长技术、半导体工艺技术及MEMS技术发展,红外探测器向小尺寸、高性能、低功耗、百千万像素、多色熔合、自适应功能等方向发展。
第二代焦平面探测器组件实现了凝视型像素水平(如320×256、640×512规格),第三代焦平面探测器组件则达到了百万像素水平,实现了双色探测器,同时读出电路提供了更多功能。
下一代红外探测器在保证性能的前提下,向小尺寸(如超越衍射极限)、高温工作(HOT)等方向进行。通过减低像元尺寸,可降低成本,同时提高探测器的空间分辨率。实现高温工作则可极大降低制冷要求,降低功耗,减低成本,实现真正意义上的小型化。
另外,多谱段探测的市场需求也越来越大,尤其是军事需求。对同一场景进行多谱段同时探测,可以有效增强目标分辨和识别,降低报错率,降低目标丢失率等情况。
为了实现小尺寸、高温工作,人们提出了多种解决方案,其中比较成功的有势垒型结构,光子陷阱结构,超晶格结构。