制备HgCdTe红外焦平面器件的离子注入技术

1 前言 碲镉汞光伏型红外焦平面列阵器件(IRFPAs)是以外延材料为基础发展起来的,其基本工作原理利用了p-n结的光电效应.

CO_2激光对HgCdTe焦平面器件热力作用的理论分析

利用有限元分析方法,对CO2连续激光辐照HgCdTe红外焦平面器件的温升效应和热应力效应进行模拟计算,模型的建立加入了In柱对实验的影响。对温度及热应力分布进行分析,结果表明,探测器的温度分布随着激光辐照时间的增加而出现明显的变化。在感光层与In柱阵列的交界面上所产生的热应力对HgCdTe红外焦平面器件造成的损伤有可能先于温升损伤而发生。

4×128元HgCdTe红外焦平面TDI CCD信号处理器件

采用三相埋沟结构，设计并研制成功用于高背景下红外探测器的高灵敏度4×128元TDICCD信号处理器件。器件转移效率99．99％，动态范围60dB，时钟频率10MHz。文章详细阐述该器件的工作原理、结构设计和制作工艺。

10.6μm激光对HgCdTe焦平面器件热应力的分析

建立了HgCdTe红外焦平面器件的多膜层理论模型,利用有限元分析的方法,对10.6μm激光辐照下HgCdTe红外焦平面器件的升温情况与热应力分布情况进行模拟,并通过参考已有文献的实验结果,验证了理论模型的合理性。理论分析结果表明:激光作用时探测器的温度场变化剧烈,200 W/cm2连续激光作用1 s后,HgCdTe感光层所受热应力为-986 MPa;脉宽100 ns,功率密度15 MW/cm2脉冲激光作用后,HgCdTe感光层所受热应力为-1300 MPa,都比器件制造过程中由于热失配而产生的热应力大;应力损伤发生的概率增大,可能比热损伤先发生,是HgCdTe红外焦平面器件激光损伤中的重要原因。

碲镉汞红外焦平面器件热失配应力研究

采用有限元分析方法研究了碲镉汞红外焦平面器件在低温下由于不同热膨胀系数引起的热失配应力,提出了两种焦平面器件结构,可以有效地降低热应力,并应用于实际器件的制备,明显提高了碲镉汞焦平面器件的可靠性.

红外焦平面器件二点多段非均匀性校正算法研究

分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法 ,提出两点多段非均匀性校正算法 ,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量 .在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小、精度高、实用性强的优点 .

一种低噪声红外焦平面器件采集电路的设计

提出了384×288非制冷红外焦平面UL03162驱动电路和焦平面器件模拟输出信号数字化的设计方法,从理论和实际上论述了偏置电压对焦平面器件性能的影响,阐明了偏置电压的产生方案,并简要说明时序控制产生和转换器选择的方法,为焦平面高性能、稳定可靠的工作提供了必要条件。通过测试系统检测,RMS噪声为312.4μV,充分发挥了该器件的优良性能。

一种新的红外焦平面器件非均匀性自适应校正算法

提出了一种新的红外焦平面器件非均匀性自适应多点校正算法 ,该算法利用自适应滤波技术获取探测器在某一定标辐照度下稳定工作时的权值 ,并利用该权值去除探测器实时输出图像的温度漂移 ,最后对去除温度漂移的图像进行三次样条插值多点校正 ,具有校正精度高。

红外焦平面器件非均匀性校正数字实现

红外焦平面阵列(infraredfocalplanearrays,IRFPA)成像是当今红外成像技术发展的主流方向,但IRF PA特有的非均匀性严重地限制了系统的成像质量,因此对红外焦平面阵列器件的非均匀性实施有效的校正是其应用中必须解决的一项关键技术。在阐述非均匀性校正算法原理的基础上,着重论述了一种基于TMS320C55XDSP的非均匀性校正算法的实时实现技术,给出了实测结果,验证了该技术的有效性和工程实用性。

基于低次插值的红外焦平面器件非均匀性多点校正算法

提出了分段线性插值和三次样条插值两种基于低次插值的红外焦平面阵列非均匀性多点校正算法 ,该算法能有效地克服工程上常用的一点和二点校正算法的不足 ,具有校正精度高、动态范围大、在线计算量小、易于实时实现等优点 ,并且能有效克服

p-on-n长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件技术研究

As注入掺杂的p-on-n结构器件具有暗电流小、R_(0)A值高、少子寿命长等优点,是长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件发展的重要趋势。介绍了由昆明物理研究所研究制备的77 K温度下截止波长为9.5μm、10.1μm和71 K下14.97μm的p-on-n长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件,对器件的响应率、NETD、暗电流及R_(0)A等性能参数进行测试分析。测试结果表明,器件的有效像元率在99.78%~99.9%之间,器件的NETD均小于21 mK。实现了p-on-n长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件的有效制备。

HgCdTe红外焦平面探测器从研发到生产

HgCdTe红外焦平探测器经过多年的研发,已达到批量生产的水平。昆明物理研究所批量生产的第二代红外探测器产品主要是长波288×4和中波320×256两类典型的红外焦平面探测器组件。在2013年这两类组件生产的数量分别可达几百套。介绍了在红外探测器生产中所需解决的关键问题,主要是HgCdTe材料的质量及光伏器件工艺的稳定性,并介绍两类主要生产的探测器组件产品及其性能结果。

红外焦平面器件脉冲驱动电路的小型化设计

代表着红外器件发展的主流方向的红外焦平面器件 ,其正常工作时需要驱动脉冲信号多达十几路 ,为了使红外焦平面阵列处于最佳工作状态 ,就必须设计出相应的驱动电路。提出了一种红外焦平面器件驱动电路的设计方法。该电路具有体积小、功耗低及灵活性好等特点 。

多色红外焦平面器件的现状、发展趋势及军事应用分析

红外焦平面器件在侦察预警探测、精确制导、火控、光电对抗等领域有着极为重要的军事应用。先后论述了国外多色红外焦平面器件现状、发展趋势,并就其在军事上的应用作了几个方面的分析。

HgCdTe红外焦平面用锥形节流致冷杜瓦组件

介绍了一种用于HgCdTe红外焦平面的致冷器杜瓦组件的设计和试验情况。该组件通过采用锥形结构,包括锥形杜瓦和锥形节流致冷器两部分,提高了降温速度,有效地缩短了组件的轴向尺寸,结构更加紧凑,尤其适用于轴向尺寸受到限制的红外导引头。

利用红外焦平面器件对常规弹丸的跟踪测量研究

文中探讨了利用红外跟踪测量技术对常规快速弹丸目标的跟踪与测量。对靶场试验中常用弹丸目标的光谱辐射特性、背景辐射特性以及大气透过率进行了综合分析 ,结合试验结果 ,指出响应工作波段为 3～ 5 μm的红外器件最适于作该类目标的成像探测器。在此基础上计算了利用3～ 5 μm红外焦平面探测器对 12 2mm火箭弹进行探测的作用距离 ,以及红外两站交汇测量系统对12 2mm火箭弹的交汇测量精度。

可编程逻辑器件在红外焦平面阵列读出电路信号源中的应用

读出电路是红外焦平面器件研究的关键技术之一。文中首先介绍了可编程逻辑器件用于红外焦平面阵列读出电路信号源中的优点及红外焦平面读出电路信号源的特殊性 ,然后介绍了用于测试所研制的两种读出电路的信号源设计。

640×512规模碲化汞量子点中波红外焦平面阵列(特邀)

中波红外成像在军事侦察、遥感测绘、航天航空等领域发挥了重要作用。现有中波红外焦平面主要采用碲镉汞、二类超晶格、锑化铟等块体半导体材料,其性能优异、稳定性高。然而,其复杂的材料制备及倒装键合工艺限制了块体半导体焦平面阵列的批量化制备及低成本应用。胶体量子点作为一种新兴液态半导体材料,具有光谱调控范围“宽”、合成规模“大”、制备成本“低”、以及加工工艺“易”等优势,为新型红外焦平面阵列研发提供了全新的思路。碲化汞量子点采用“热注法”合成,并通过旋涂方法实现与硅基读出电路的直接电学耦合,阵列规模及像元间距为640×512及15μm。在80 K工作温度下对焦平面阵列进行了性能测试,碲化汞焦平面阵列响应截止波长达到4.6μm、比探测率为2×10^(10)Jones、噪声等效温差51.26 mK(F#=2)、响应非均匀性3.42%且有效像元率高达99.99%,展现了较好的成像性能,为非倒装键合体制中波红外成像焦平面的制备提供了新的方案。

俄罗斯HgCdTe红外焦平面探测器的现状

介绍了俄罗斯对HgCdTe红外焦平面探测器的分代标准,及俄罗斯"奥里昂"中心和俄罗斯科学院西伯利亚分院半导体物理研究所的单位状况,以及所开发的几款第二代和第三代HgCdTe红外焦平面探测器,分析了俄罗斯HgCdTe红外焦平面探测器的现状。

红外焦平面器件的研制与展望

从焦平面器件研制的角度出发，分析了焦平面技术的现状和发展趋势。认为红外焦平面的难点在于大规模、高均匀性、高性能的红外探测器阵列的制造，同时强调了材料、杜瓦瓶、致冷器、读出电路等关键技术在加速焦平面器件研制中所起的重要作用。