GaSb and InAs: New Materials for Metal-Semiconductor Point-Contact Diodes

Metal-semiconductor point contact diodes have proved to be good detectors and mixers for radiation from the far-infrared to visible. Until now GaAs, InSb and InP are the most studied and used semiconductor materials for these devices. In this work we present the performance in the visible and infrared region for metal-semiconductor point-contact diodes with GaSb or InAs as the semiconductor layers. These two new materials have shown good characteristics.     

近红外激光二极管在气体传感中的应用

综述了近红外激光二极管在气体传感中的应用,讨论了用于这一技术的器件和实验技术。文中讨论了用分布反馈（ＤＦＢ）激光二极管、垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）以及其他单频器件作为光源的激光气体传感实验方法和相关结果,新型单频器件发展表明近红外激光二极管气体传人有广阔前景。     

基于近红外双色探测器的信号采集系统设计

针对近红外双色探测器在两种不同工作 波段的光谱响应曲线及暗电流,设计了一种基于近红外双色探 测器的信号采集系统及采集方法。该系统具有多种电流转电压 档位、电压放大档位和滤波电路带宽档位,能够快速进行信号 放大和带宽控制;同时通过数字/模拟转换器(D/A)为四级放大电 路提供模拟调零信号,可有效消除由光学系统的杂散光和探测器 自身的暗电流引起的噪声。该系统具有速率快、噪声低和分辨率 高等特点。通过使用这种信号采集系统,光学系统的信噪比、动态 范围、最小可测功率等指标参数都能得到提高。     

单通道与补偿型PIMNT热释电红外探测器的性能比较

建立和完善了电流模式Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PI-MNT)热释电红外探测器的理论模型(单通道和并联补偿型)以及微音噪声模型。利用理论模型进行了仿真模拟,然后设计和制备了一种单通道和两种补偿型(灵敏元分隔型和一体型)PIMNT热释电红外探测器。测试并比较了这三种探测器的响应率RV、噪声u_n、比探测率D^*以及微音噪声u_vib。结果表明,与单通道PIMNT红外探测器相比,补偿型红外探测器的探测能力虽然略有下降,但抗干扰能力却得到了极大提高。     

高性能InP/InGaAs宽光谱红外探测器

InP/In0.53Ga0.47As短波红外探测器是一种高性能的近室温工作器件,从200K到室温下都能获得较好的器件性能,从而大大降低了对制冷的要求.为了充分利用目标在可见光和短波波段的光谱信息,通过特殊的材料结构设计和器件背减工艺,成功实现了320×256InP/InGaAs宽光谱红外探测器,能够同时对可见光和短波红外响应,并从77 K到263 K工作温度下实现了对人脸、计算机及室外2.3 km处的景物成像.测试样管平均峰值探测率为2×1012 cmHz1/2/W,光谱响应为0.6～1.7 μm,光谱响应测试和成像结果同时验证了InP/InGaAs宽光谱探测器对可见光信号的探测.相比标准的InP/In0.53Ga0.47As短波探测器,InP/InGaAs宽光谱探测器显示了可见/短波双波段探测的效果,大大丰富了探测目标的信息量,可显著提升对目标的识别率.     

高性能短波红外 InGaAs 焦平面探测器研究进展

中科院上海技物所近十年来开展了高性能短波红外 InGaAs 焦平面探测器的研究。0.9～1.7?m近红外 InGaAs 焦平面探测器已实现了256×1、512×1、1024×1等多种线列规格,以及320×256、640×512、4000×128等面阵,室温暗电流密度＜5 nA/cm2,室温峰值探测率优于5×1012 cm?Hz1/2/W。同时,开展了向可见波段拓展的320×256焦平面探测器研究,光谱范围0.5～1.7?m,在0.8?m 的量子效率约20%,在1.0?m 的量子效率约45%。针对高光谱应用需求,上海技物所开展了1.0～2.5?m 短波红外 InGaAs 探测器研究,暗电流密度小于10 nA/cm2@200 K,形成了512×256、1024×128等多规格探测器,峰值量子效率高于75%,峰值探测率优于5×1011 cm?Hz1/2/W。     

应用梁式引线管的Ka波段集成鳍线平衡混频器

本文介绍了两种Ka波段集成鳍线平衡混频器的设计与性能，混频器均使用廉价的梁式引线混频二极管，介质材料采用国产的仿RT－Duroid 5880 ,，经测试两种混频器包括中放在内的DSB噪声系数分别为5．0dB和5.3dB。本振射频隔离度均优于20dB，测试中频频率为70MHZ。     

Comparison of Methods for Sensitivity Determination of Point-Contact Diodes at Submillimeter Wavelength

Three independent methods were used: 1) mixing of two HCN lasers; 2) mixing of the sixth harmonic of a klystron with an HCN laser; and 3) the incremental-loss method. The results are given. The most sensitive configuration was obtained using a corner reflector. The influence of local-oscillator (LO) power on the conversion losses of the diodes are investigated.     

硅探测器在激光引信中的应用分析

研究了空空导弹激光引信的关键器件——硅探测器的光谱和响应特性以及其选择和使用原则,提出利用附加的窄带滤光片的光谱特性实现抗阳光干扰方法;讨论了其应用电路、负载输出特性和匹配放大器原理等,并简要分析了将其放大器集成于管壳内的优势,即可抗电路串扰的有效性。     

大气湍流对红外探测器光电性能影响的研究

基于大气湍流受限的调制传递函数模型,研究了调制传递函数(MTF)和点扩展函数(PSF)对短波红外探测器(SWIR)、中波红外探测器(MWIR)及长波红外探测器(LWIR)光电性能的影响,并对其进行了数值模拟。结果表明：大气湍流强度对红外探测器的空间分辨率有明显影响。弱湍流对中波和长波红外探测器的光电性能影响较大,湍流受限的MIF超过衍射受限的MTF而占主要地位;探测器的空间分辨率随着其孔径及波长的增加而降低。     

高性能高温超导红外探测器

选用高温超导体ＹＢＣＯ薄膜，利用集成微加工工艺，制成高温超导红外探测器。测得器件的等效噪声功率ＮＥＰ达到１０－１２Ｗ／Ｈｚ１／２，探测率Ｄ为１０９ｃｍＨｚ１／２／Ｗ，其中最好的器件性能为Ｄ＝１．８×１０１０ｃｍＨｚ１／２／Ｗ，表明这类探测器已进入实用阶段，成为红外探测技术发展的新方向之一。     

不同冷屏黑化工艺对红外探测器性能的影响

结合红外探测器的光学性能设计,介绍了利用冷屏黑化层工艺来吸收和抑制杂散辐射的原理。基于同一种冷屏结构,对比了三种不同的表面黑化工艺,并测试分析了冷屏黑化层的表面吸收率等物理性能参数。通过红外探测器性能测试,分析了不同冷屏黑化工艺对红外探测器性能的实际影响。结果表明,在2～14 μm波段,2#和3#冷屏黑化工艺的表面吸收率的一致性较好;在8～11 μm波段,它们对红外探测器的杂散辐射具有良好的吸收与抑制效果。     

第三代红外探测器的发展与选择

随着军事应用对高性能、低成本红外技术的需求,红外探测器像元数目从少于100元的一代发展到10万元中等规模的二代,到百万像素的三代,何谓第三代?在众多的材料和器件中,可作为第三代红外探测器的材料以及器件有哪些?在红外探测器技术飞速发展的今天,我们该作如何的选择?结合以上问题,对当前国际上作为第三代红外探测器选择的碲镉汞、量子阱以及Ⅱ类超晶格探测器材料、器件进行了分析,总结了第三代红外探测器的特征,为国内第三代红外探测器的发展提供选择与参考.     

双色红外探测器研究

为适应遥感、遥测及精确制导技术的发展,我们已研制出一定性能的CdS/HgCdTe(0.3～0.5μm/3～5μm)、Si/InSb(0.3～1.05μm/3～5μm)、Si/HgCdTe(0.3～1.05μm/3～5μm)、HgCdTe/LiTaO_3(3～5μm/8～14μm)、HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)等多种双色红外探测器。其中HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)光导双色探测器的峰值探测率D~*(5.1,980,1)=2.1×10~(10)cmHz~(1/2)/W,D~*(9.8,980,1)=8.1×10~9cmHz~(1/2)/W, 峰值响应率R(5.1,980,1)=1.3×10~4V/W,R(9.8,980,1)=373V/W。文中介绍了双色探测器的设计、结构、制备及器件的性能水平。     

红外光子探测器与热探测器性能分析

根据红外探测器最基本的物理机理和器件模型,对红外光子探测器和热探测器在不同工作温度、不同波长的探测率性能进行了理论计算;并对两类物理机理不同的红外探测器的探测率、工作温度和响应波长进行比较,阐述了各自探测器具有优势的应用领域.     

双色红外探测器的现状与发展

双色红外探测器是红外探测器发展的方向之一，现已有多种双色红外探测器投入使用。本文简要综述了国内外研制双色红外探测器的技术途径、现状和发展方向，从探测器材料看，多数采用ＨｇＣｄＴｅ或ＨｇＣｄＴｅ＋ＩｎＳｂ。从探测器光敏元的排列方式看，多数采用并列和上下重叠结构。从探测器的工作原理看，多数以光导和光伏模式工作。今后，双色红外探测器将继续向集成化、焦平面、大列阵、小型化和多色化等方向发展并获得更为广泛的     

红外探测器发展需求

由于未来作战环境复杂,红外探测技术发展面临严峻挑战,而作为红外型武器的核心——红外探测器,正朝着高灵敏、宽谱段、高分辨率、低功耗、小型化和智能化的方向发展。通过回顾相关产业军民两用融合情况和红外探测技术发展历程,总结军事发展对探测器新的要求,以确立新一代探测器发展方向。在详细分析国外红外探测器发展历程和现状的基础上,重点介绍了国外红外焦平面探测器的最新研制情况和成果,包括非制冷红外探测器、制冷型红外探测器、红外双色探测器等,并总结强调第三代红外探测器需要在控制成本的同时不断提高和改进红外焦平面探测系统的性能。最后概述了智能化红外焦平面阵列的发展情况。     

室温红外探测器研究与进展

简要概述了室温红外探测器技术的最新研究现状,首先根据工作机理的不同对红外探测器进行了分类,详细阐述了室温红外探测器的优点所在;接着在给出了室温红外探测器典型结构的基础上,对这些典型结构进行了比较和讨论;给出了最近出现的几种新型探测器,介绍了其工作原理、制作工艺和主要性能指标;最后对室温红外探测器的发展方向进行了预测。     

制冷型大面阵红外探测器研制进展

作为未来红外探测器的主流发展方向之一,大面阵红外探测器近年来的发展非常迅速,主要用于天体物理学、地球科学和行星科学等领域,并且是未来地球天气与气候描述、空气污染检测方面的一种主要工具。随着面阵规格和材料尺寸的增加,器件的制作难度也越来越大。重点介绍了目前国际上最常见的两种制冷型红外探测器——HgCdTe和InSb红外探测器。结合国内外的一些文献,总结了这两种红外探测器的大面阵技术的发展状况,并重点介绍了当前全球行业领先的几家红外探测器厂商的相关产品及技术水平。最后指出了大面阵红外探测器研制目前存在的主要问题。     

铟砷锑红外探测器的研究进展

InAs_1－xSb_x属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,随Sb组分含量的不同,室温下可覆盖3~12 μm波长,并且InAsSb材料具有载流子寿命长、吸收系数大、载流子迁移率高等优点,是一种具有广阔应用前景的红外光电材料。探测器可以在150 K甚至近室温下工作,具有较高的灵敏度和探测率,是低功耗、小型化、高灵敏度和快响应中长波红外探测系统的良好选择,InAsSb中长波红外探测器受到广泛的关注和研究。本文首先简要概述了InAsSb材料的基本性质。其次,对国内外InAsSb红外探测器发展状况进行了介绍。最后,对InAsSb红外探测技术的发展进行了总结与展望。