60年代以前多为单元红外探测器扫描成像,但灵敏度低,二维扫描系统结构复杂笨重。增加探测元,例如有N元组成的探测器,灵敏度增加N1/2倍,一个M×N阵列,灵敏度增长(M×N)1/2倍。
元数增加还将简化光机扫描机构,大规模凝视焦平面阵列,不再需要光机扫描,大大简化整机系统。现代红外探测器技术进入第二、第三代,重要标志之一就是元数大大增加。另一方面是开发同时覆盖两个波段以上的双色和多光谱探测器。所有进展都离不开新技术特别是半导体技术的开发和进步。几项具有里程碑意义的技术有:
(1)半导体精密光刻技术
使红外探测器技术由单元向多元线列探测器迅速发展,即后来称为第一代探测器。
(2)Si集成电路技术
Si读出电路与光敏元大面阵耦合,诞生了所谓第二代的大规模红外焦平面阵列探测器 。更进一步有Z平面和灵巧型智能探测器等新品种。此项技术还诱导产生非制冷焦平面阵列 ,使一度冷落的热探测器重现勃勃生机。
(3)先进的薄层材料生长技术
分子束外延、金属有机化学汽相淀积和液相外延等技术可重复、精密控制生长大面积高度均匀材料,使制备大规模红外焦平面阵列成为可能。也是量子阱探测器出现的前提。
(4)微型制冷技术
高性能探测器低温要求驱动微型制冷机的开发,制冷技术又促进了探测器的研制和应用。
我国红外探测器研制从1958年开始,至今已40多年。先后研制过PbS、PbSe、Ge:Au、Ge:Hg 、InSb、PbSnTe、HgCdTe、PtSi/Si、GaAs/AlGaAs量子阱和热释电探测器等。 随着低维材料出现,纳米电子学、光电一体化等技术日新月异,21世纪红外探测器必有革命性的进展。物理学及材料科学是现代技术发展的主要基础,现代技术飞速发展对物理学研究又有巨大的反作用。