中波-长波红外双色QWIP探测器设计

双色QWIP是一类重要的第三代红外探测器,但很少有研究报道对其有源区结构以及耦合光栅参数进行系统的计算分析和优化设计。文中基于包络函数近似、传输矩阵模型、经典光学原理等理论对中波-长波红外双色QWIP探测器的多周期有源区以及二维耦合光栅进行了较为详细的优化设计。长波红外(LWIR)有源区采用GaAs/AlGaAs准匹配体系的多量子阱结构,峰值响应波长为8.5μm;中波红外(MWIR)有源区采用InGaAs/GaAs/AlGaAs应变体系的微带超晶格结构,峰值响应波长为4.5μm;子带间跃迁类型均设计为束缚态-准束缚态(B-QB)以降低暗电流,提高探测率。此外,通过折衷优化设计,采用单周期二维光栅以有效实现LWIR与MWIR的双色耦合。上述设计对双色QWIP器件的研制具有较好的实际指导意义。