一款多色叠层量子阱红外探测器的读出电路设计

一款完整的红外焦平面探测器主要包含探测器件、读出电路、封装结构和制冷组件。目前根据不同应用场景,探测波段范围不断变宽、探测灵敏度需求提高、成像速度要求加快,对探测器设计提出了更严格、更复杂的指标要求。其中,读出电路将探测光信号转换为电信号传输至系统,是探测器组件的关键核心模块。本文设计了一款对应多色叠层量子阱型器件的红外焦平面探测器读出电路,能够实现同时间、同空间对四波段信号进行探测,并且同时读出,四波段信号的探测积分与读出之间没有互相干扰。探测器规格640×512,像元间距50μm(四波段),各波段信号可实现分时积分、分别可调,采用边积分边读出工作模式,读出帧频可达到四波段探测时≥50 Hz,电路噪声≤0.5 mV,动态范围≥70 dB,电功耗≤600 mW,是一款超大规模低噪声高帧频的高性能读出电路。

用于中波/长波/甚长波红外探测的三色量子阱红外光电探测器

在美国陆军研究实验室的支持下,美国佛罗里达大学和美国弹道导弹防御组织等单位的研究人员联合设计了一种适用于中波红外/长波红外/甚长波红外探测的三叠层三色量子阱红外光电探测器。 红外焦平面列阵技术是许多红外应用如外大气层寻的器、天基监视敏感器以及卫星测绘等所必需的。

采用640×512元量子阱红外光电探测器阵列的手持式长波红外摄像机

据www．techbriefs.com网站报道，美国宇航局喷气推进实验室用640×512元的AlxGal-xAs／GaAs量子阱红外光电探测器（QWIP）阵列作为像传感器，研制了一种截止波长为9gm的手持式长波红外摄像机。在一个旨在研制高分辨率、高灵敏度红外摄像机的长期规划中，这种摄像机只是一个中间阶段产品。

基于中波红外/长波红外双波段量子阱红外光电探测器的焦平面列阵

量子阱红外光电探测器由于具有光谱吸收窄、热分辨率好以及1／f噪声和固定图形噪声低等优点，特别适用于涉及几个大气透射波段的热成像应用。

160×128元多量子阱长波红外焦平面探测器件研制

报道了新研制出的160×128元GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面器件。使用MBE的方法在半绝缘的GaAs衬底上生长器件结构;开发了用普通光刻技术和离子束刻蚀法制备2D光栅技术,以及探测器芯片与读出电路互联技术。在77 K时测试,器件的平均峰值探测率Dλ*=1.28×1010 cmW-1Hz1/2,峰值波长为λp=8.1μm,截止波长为λc=8.47μm。器件的非盲元率≥98.8%,不均匀性10%。

长波双色Al_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱红外探测器的研制

介绍了长波双色AlxGa1-xAs/GaAs多量子阱红外探测器单元的设计、制作和测试。器件光敏面面积为300μm×300μm,光吸收峰值波长分别为10.8、11.6μm;采用垂直入射光耦合的工作模式,65K温度2V偏压下,两个多量子阱区的暗电流分别为4.23×10-6、4.19×10-6A;黑体探测率分别为1.5×109、6.7×109cm.Hz1/2/W;响应率分别为0.063、0.282A/W。GaAs基量子阱红外探测器(QWIP)材料生长和加工工艺成熟、大面积均匀性好、成本低、不同波段之间的光学串音小,使得AlGaAs/GaAsQWIP在制作多色大面阵方面具有明显的优势。

钙钛矿基宽谱带光电探测器

钙钛矿材料凭借可调带隙、高光吸收系数和低激子结合能等优势,在半导体光伏和光电探测领域大放异彩。普适性的铅基钙钛矿吸收范围通常集中在UV到Vis区域,而窄带隙的纯锡基或者锡铅混合钙钛矿其吸收光谱仍局限于~1060 nm以内的近红外范围,受限于未来复杂场景的应用及探测成像。通过将钙钛矿与窄带隙半导体结合构建“钙钛矿/半导体”复合异质结可以进一步扩展光谱范围并提高吸收效率。本综述总结了钙钛矿基宽谱带光电探测器在探测性能优化、单体材料优异性能、复合材料优选工程等方面的进展,并探讨了宽谱探测器在光谱响应、像素集成、柔性器件开发和稳定性等方面的进展和应用前景。本综述将有助于推动钙钛矿基宽谱带光电探测研究及其未来成像应用。

等离激元微腔耦合长波红外量子阱高消光比偏振探测器(特邀)

长波红外偏振探测器能够大幅提升对热成像目标的识别能力。受制于衍射极限的物理限制,目前的微线栅偏振片型长波红外偏振探测器的偏振消光比基本上只能做到最高10∶1左右。文中采用金属/介质/金属的等离激元微腔结构,将量子阱红外探测激活层相嵌在微腔之中。由于上、下金属之间的近场耦合形成了在双层金属区域的横向法布里-珀罗共振模式,构成等离激元微腔。文中利用微腔的模式选择特性及其与量子阱子带间跃迁的共振耦合,将量子阱子带跃迁不能直接吸收的垂直入射光耦合进入等离激元微腔并转变为横向传播,从而能够被量子阱子带吸收,实现了在长波红外13.5μm探测波长附近偏振消光比大于100∶1的结果。相关工作为发展我国高消光比长波红外偏振成像焦平面提供了全新的物理基础和技术路径。

GaAs/AlGaAs量子阱长波10.55μm红外焦平面探测器

利用GaAs/AlGaAs量子阱结构,研制了像元规模为640×512、中心响应波长在10.55μm附近的红外焦平面阵列器件,与50 K集成式制冷机耦合后,测试了相关性能,其等效噪声温差达到22.5 mK。焦平面组件通过了初步的开关机试验以及热真空试验后,表现良好。考虑封装冷屏导致在面源黑体测试时产生的焦面照度不均匀问题进行了数值计算,并分析了与近似解析计算的误差,表明当F数变小时应当采用数值计算,并认为探测器测试的非均匀性主要由照度不均匀贡献。针对10.55μm量子阱探测器,利用开源的MEEP FDTD软件,进行了近场耦合的光场分布计算,计算结果表明目前的结构参数在光衍射方面是比较接近优化的。

Si基多层Ge量子点近红外光电探测器研制

采用超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)技术在Si衬底上外延生长了PIN结构多层Ge量子点探测器材料。PIN探测器结构由N型Si衬底,多层Ge量子点吸收区,和原位掺杂P型Si盖层构成,电极分别制作于N-Si和P-Si上,以获得好的欧姆接触。制备的Si基Ge量子点光电探测器具有较低的暗电流密度(-1 V偏压下为7.35×10-6A/cm2),与Si相比,探测波长延伸到1.31μm波段。

日本研制成高性能256×256长波量子点红外光电探测器

量子点红外光电探测器（QDIP）由于可以用成熟的常规GaAs工艺制备，近年来已受到人们的广泛关注。它不仅能够探测正入射光，而且还能在较高的温度下工作。这些都是量子阱红外光电探测器（QwIP）所难以比拟的。

用于空间和地球科学研究的大规格窄波段、多波段和宽波段长波红外量子阱光电探测器焦平面

本文对一个640×512元的长波长截止窄波段(△λ／λ≈10％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵、一个在4μm-16μm谱区有四个波段的量子阱红外光电探测器焦平面列阵和一个截止波长为15．4μm的宽波段(△λ／λ≈42％)量子阱红外光电探测器焦平面列阵进行了论证。

用于大规格高量子效率和多色焦平面列阵的波纹量子阱红外光电探测器的优化(下)

在图10中，与E分量有关的量子效率和平均内部强度Φin是利用MTL模型在同样的P、to和tg（但侧面角为48°）条件下计算出来的，波纹上覆盖着介质层和金属层，它们的td为0．4μm。MTL方法表明在相同的位置有同样的吸收峰。在λ=8．4μm（N=6）处，η可达50％。由于现在的敏感层薄得只有大波纹时的1／3左右，其转换效率约为大波纹时的3倍。

瑞典IRnova公司推出可用于探测气体的量子阱红外光电探测器

据www.laserfocusworld.com网站报道,瑞典IRnova公司最近推出一款可用于探测强温室气体SF6的新型量子阱红外光电探测器.

多量子阱红外光电探测器

在红外传感器中,量子阱红外光电探测器是可以控制探测波长范围的。因此,如果用具有许多个探测波长范围的量子阱红外光电探测器获取许多个波长范围的信息的话,那么武器制导和防御系统便可以获得更加详细的信息。

采用长波量子阱光电探测器的热成像系统(Thermal CAM SC3000)

为了满足科学、目标特征及非破坏性测试应用中越来越高的热分析要求,美国前视红外系统公司设计研制了一种型号为Thermal CAMSC3000的量子阱红外光电探测器(QWIP)系统.

三色量子阱红外光电探测器焦平面列阵

美国喷气推进实验室最近提出了一种可同时以三个不同红外波段敏感图像的量子阱红外光电探测器(QWIP)焦平面列阵。这种量子阱红外光电探测器焦平面列阵图像敏感器目前正在研制之中,它们将被用来测量图像中的温度分布,其潜在的应用包括科学应用(如,地球和其它行星的遥感)和军事应用(如,根据温度区分目标和其它物体)。

室温操作的高吸收率量子阱红外光电探测器

加拿大国家研究委员会的一个研究小组已研制成一种在室温操作时具有高吸收率的量子阱红外光电探测器。通过更重的掺杂并增加量子阱的数量,研究人员使标准量子阱红外光电探测器的结构得到了增强。

装有可调节电压的量子阱红外光电探测器的系统

红外焦平面列阵相机已被广泛用于各个不同领域，例如，在军事和边界巡逻方面，它已被用于夜视护目镜中；在科学方面，它已被用于天文研究及环境保护；另外，商用红外焦平面列阵相机已被广泛用于医学成像方法．然而，遗憾的是，尽管红外焦平面列阵相机的应用比较广泛，但是它们通常只限于低分辨率的单色探测。

多光谱量子阱红外光电探测器

本发明提供一种多光谱量子阱红外光电探测器,该探测器是通过外延方法生长在诸如InP、GaAs或者Si之类的衬底上的,它包括多组多量子阱层。在本发明中,衬底和激活层顶上均长有接触层。激活层包括一组或多组多量子阱层。