10.6μm激光对锑化铟红外探测器的热损伤研究

通过介绍锑化铟红外探测器的基本构成及其材料热学相关特征,阐述了激光辐照锑化铟红外探测器造成的损伤机理,采用有限元分析法,分析相关的辐照环境和条件并建立了一种三维仿真模型.仿真模拟了波长为10.6 μm的CO2激光辐照锑化铟红外探测器时各部分的温度变化情况,通过数值分析得出了在光斑面积一定的情况下只有激光功率密度增大到一定程度时,锑化铟探测器表面才会发生熔融损伤,且功率密度越高,造成破坏所需的时间越短;对于探测器各部分受到不同脉冲宽度的激光辐照时,损伤阈值与脉冲宽度的对数之间呈线性变化.将锑化铟探测器材料的损伤阈值区间,同已有实验数据进行对比,验证了模型的精确性.     

20μm高灵敏浸没型碲镉汞红外探测器

报道了一种新型高灵敏浸没型ＨｇＣｄＴｅ红外探测器的研制，获得了Ｄ＾＊＝１．４６×１０＾１１ｃｍＨｚ＾１／２Ｗ＾－１，Ｒ＝６０８Ｖ／Ｗ，λｃ（２０％）－２０μ，灵敏元面积Ａ＝０．１２×０．１２ｍｍ＾２，和有效通光孔径ψ＝６ｍｍ的浸没型器件。     

长波红外碲镉汞探测器

1 引言 红外辐射最早是1800年英国的天文学家赫谢耳(W.Herschel)在研究太阳光谱的热效应时,用水银温度计测量各种颜色光的加热效果而发现的。1830年,L.Nobili利用塞贝克发现的温差电效应制成了“温差电型辐射探测器”;     

激光辐照对红外探测器的损伤

根据红外探测器的结构特点和传热学理论,研究激光干扰机的激光器对探测器的损伤效果。以InSb探测器为例,设定入射激光从顶层辐照,结合各层之间热传导效应建立分层热模型。考虑激光在空间上的分布为高斯分布,给定初值和边界条件,利用Matlab偏微分工具箱进行建模仿真。重点研究了辐照距离、辐照时间和激光器功率等因素对探测器损伤效果的影响,给出了相应的仿真结果。当连续激光功率为50 W、距离为200 m、辐照时间为3 s时,对探测器的损伤效果主要是软损伤,受激光功率密度所限,未能造成永久性破坏。     

激光辐照HgCdTe探测器输出特性与软损伤判定

根据PV探测器的开路输出公式,建立了涵盖长波、中波、短波的HgCdTe探测器响应模型.模型仿真发现探测器被激光辐照后产生的温升将降低探测器的输出,探测器被激光直接照射后会立即产生饱和输出.综合实际应用提出了探测器软损伤的判断门限.     

碲镉汞多色红外焦平面探测芯片

文章从芯片结构、晶格匹配和PN结性能三个方面对碲镉汞多色焦平面探测芯片技术进行了探讨,结果显示在三种主要的双色探测芯片结构中,单电极和环孔工艺的双色芯片技术相对比较成熟,高难度的刻蚀技术以及所引起的表面反型是制约双电极或多电极多色探测芯片技术发展的主要因素,而环孔技术在发展多色探测芯片方面则有其独到之处,随着探测波段的增加,其工艺难度并没有质的变化。多色探测芯片不同外延层之间的晶格失配以及和Si基衬底之间热失配也是必须加以考虑和解决的一个问题,在现阶段, Si基直接外延、大面积碲锌镉材料和ZnCdTe /Si复合衬底技术并举仍将是明智的选择。在PN结方面,二代焦平面的成结技术在多色器件的宽带结上尚未能够实现,刻蚀反型和深台面侧面钝化的困难依然存在,这些均制约着器件性能的提高,另外,多色芯片的结构和表面加工工艺也影响着探测芯片的光通量利用率和量子效率。     

碲镉汞探测器的回顾与展望（特邀）

20世纪50年代末,碲镉汞（HgCdTe）合金半导体材料的发明,奠定了热成像的技术和工程应用基础。1975年,美国提出基于第一代红外探测器的热成像通用组件概念——“模块化通用夜视热瞄镜”（Modular Common Thermal Night Sights, MCTNS）,从此HgCdTe材料和探测器被大规模应用于军事领域。从HgCdTe材料的基本物理性质出发,分析了HgCdTe探测器的优点,认为HgCdTe探测器依然是目前性能最好的红外探测器,且正在向多元化方向发展,包括（但不限于）大面阵、平面结和异质结、双波段、甚长波、150 K级工作温度、雪崩探测器等。随着新结构、新模式、新机理、新方法、新工艺的进步,HgCdTe材料和探测器必将达到一个新高度,仍然是第四代主流的红外焦平面探测器。     

12.5 μm碲镉汞长波红外探测器暗电流研究

随着红外探测器技术的发展,延长探测器的工作波长成为重要的发展方向之一。由于工作波长随x值的变化而带隙可调,碲镉汞材料得到了广泛应用。随着波长增长,暗电流成为限制红外探测器发展的主要因素。以12.5 μm碲镉汞长波红外探测器为例,通过仿真研究了工作温度和固定电荷对其暗电流的影响,并对77 K和60 K下不同种类的暗电流进行了分析。该研究使我们对12.5 μm探测器的暗电流具有更深入的了解,为提高12.5 μm探测器的制备水平提供了方向。     

激光辐照PC型HgCdTe探测器热效应的计算

通过测量ＰＣ型ＨｇＣｄＴｅ探测器电阻与温度的关系及激光辐照下电阻随时间的变化，建立了热模型，计算了三种损伤机制下的激光损伤阈值。     

激光辐照破坏红外探测器机理分析

红外探测技术是获取信息的主要手段之一,红外系统的核心是红外探测器.针对激光武器辐照破坏红外探测器进行理论分析和实验研究,得出两个结论:一是利用红外探测器的一维热模型,在对探测器材料的破坏阈值进行理论计算的基础上,用C02激光器辐照InSb探测器对破坏阈值进行实验研究,理论和实验数据吻合较好;二是激光武器摧毁空间目标具有速度快、攻击空域广的特点,利用激光的光效应和高能热效应,直接照射武器装备可以破坏其红外探测器,从而使敌方的武器装备处于瘫痪状态.     

激光辐照对HgCdTe长波光导探测器性能的影响

对HgCdTe长波光导探测器进行了变功率激光辐照,对激光辐照前后的探测器性能进行了测试。结果表明在受到功率高于暂时损伤阈值但低于永久损伤阈值的激光辐照后,探测器性能有较大的下降。     

红外光纤与1—3μm HgCdTe红外探测器组合

以红外光纤和ＨｇＣｄＴｅ探测器组合构成带尾纤的新型组合件，组合件给光学系统的设计和结构以更多的随意性，并能有效地减小杂散光的干扰，改善系统的信噪比。     

碲镉汞红外探测器性能调控技术研究

对影响Hg_1-xCd_xTe红外探测器性能的不同调控技术——包括材料调控(组分及温度、掺杂浓度、压强及应力等对材料性能的调控)、器件结构调控(n-on-p、p-on-n、p-i-n、n-B-n等器件结构的调控)和工艺调控(各种工艺调控对材料制备和器件制备等的影响)等——进行了简单介绍,以合理调控器件性能、有效降低器件暗电流、提高器件工作温度等,从而促进Hg_1-xCd_xTe红外探测器在降低成本、减小功耗、提高可靠性等方面的发展。     

甚长波碲镉汞红外探测器制备研究

报道了碲镉汞甚长波红外焦平面探测器的最新研究进展。采用水平液相外延In掺杂和垂直液相外延Ａs掺杂技术生长了高质量的p on n型双层异质结材料。并通过提高材料质量将双层异质结材料的双晶衍射半峰宽控制在30 arcsec以内。基于台面器件加工、表侧壁钝化以及In柱互连工艺,制备了640×512,25μm碲镉汞甚长波红外焦平面器件。通过进一步优化了材料生长和芯片制备工艺,在65 K的工作温度下,该器件的截止波长为1435 μｍ,有效像元率为9806,平均峰值探测率为809×1010cm·Hz1/2·W-1。     

红外探测器辐照机理分析及辐照试验验证

红外探测器处于太空或辐射环境会受到各种辐射粒子作用,其性能会发生衰减。本文主要分析了各种辐射效应对HgCdTe红外探测器性能影响机理。针对红外探测器复合钝化加固方法,ROIC环源环栅加固方法进行试验验证。辐照试验显示,加固后的红外探测器互联抗辐照读出电路,其抗总剂量、抗剂量率及抗中子辐射位移达到了比较好抗辐照效果。     

CO2激光制导用光伏碲镉汞四象限探测器组件

报道了ＣＯ_２激光制导用光伏ＨｇＣｄＴｅ四象限探测器组件研究的进展情况，采用中ＨｇＣｄＴｅ体晶材料已制备出直径达２ｍｍ的四象限二极管阵列，其平均探测率为１．４１×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ，平均响应率为２１４Ｖ／Ｗ。该探测器配有四通道的前置放大器，整个组件具有３．１５×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ的平均探测率和优于±３％的响应均匀性。     

一种碲镉汞长波红外探测器暗电流测试方法

碲镉汞红外焦平面探测器的暗电流一般是在无法接受到外界热辐射的状态下进行测试,这种测试方法需要在特殊的杜瓦结构里进行测试,只能在实验室进行测试。本文介绍了一种在实际应用杜瓦结构中评价碲镉汞长波红外探测器暗电流的测试方法,该方法不需要改变组件结构,仅通过常规的性能测试和利用理论公式计算就可得到暗电流数值。对320×256 长波碲镉汞探测器组件的试验结果表明,用该方法得到的暗电流结果与实验室得到的暗电流结果非常接近,可作为红外焦平面探测器暗电流评估的快捷方法。     

As离子注入碲镉汞的p+n结红外探测器

讨论了制作pn结的另一种途径,即在n型HgCdTe材料上离子注入As+,然后通过辐射快速退火形成反型p+层来获得p+n结.通过对制作工艺及实验结果的讨论,阐述了两种制作pn结工艺的特点.实验表明,采用辐射快速退火工艺可以在短时间内完成对HgCdTe注入表面的缺陷退火和杂质激活,而不会改变HgCdTe 组份.已用此方法在注入As+的n型HgCdTe样片上制作出性能较好的p+n结光伏红外探测器.     

甚长波碲镉汞红外探测器的发展

天基红外技术对于远程弹道导弹防御具有重要作用.当飞来的导弹位于地球阴影区域时,作为背阳的结果,空间温度很低,导弹呈现为一个微弱的冷目标,峰值波长在甚长波红外(VLWIR,大于14μm)波段,这时就需要VLWIR探测器.VLWIR对于大面阵碲镉汞焦平面(FPA)器件的设计来说是一种非常具有挑战性的波段.它要求高均匀性、低缺陷率、高量子效率、低暗电流和低噪声.主要通过对近年来刊发的部分有关英语文献资料的归纳分析,介绍了有关VLWIR/MCT技术的发展状况,其中一个发展趋势是从n-on-p空位掺杂器件结构转向非本征掺杂p-on-n器件结构.