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《紅外焦平面陣列技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、紅外焦平面陣列技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢跨入二十一世紀以來，紅外熱攝像技術的發(fā)展已經(jīng)歷了三十多個年頭。其發(fā)展已從當初的枇施掃描機構發(fā)展到了目前的全固體小型化全虹口掃描凝視攝像，特別是非致冷技術的發(fā)展使紅外熱攝像技術從長期的主要軍事目的擴展到諸如工業(yè)監(jiān)控測溫、執(zhí)法緝毒、安全防犯、醫(yī)療衛(wèi)生、遙感、設備先期性故障診斷與維護、海上救援、天文探測、車輛、飛行器和艦船的駕駛員夜視增強觀察儀等廣闊的民用領域。紅外熱攝像技術的發(fā)展速度主要取決于紅外探測器技術取得的進展。三十年來，紅外探測器技術已從第一代的單元和線陣列發(fā)展到了第二代的二維吋間延遲與積分（TDI）8?12屮11的
2、掃描和3?5pm的640x480元InSb凝視陣列，廿前正在向焦平面超高密度集成探測器元、高性能、高可靠性、進一步小型化、非致冷和軍民兩用技術的方向發(fā)展，正在由第二代陣列技術向第三代微型化高密度和高性能紅外焦平面陣列技術方向發(fā)展。1發(fā)展現(xiàn)狀1」超高集成度的焦平面探測器像元像可見光CCDZ類的攝像陣列一樣,要捉高系統(tǒng)成像的分辨率和目標識別能力，大幅度地提高系統(tǒng)焦平面紅外探測像元的集成度是一種重要的途徑。各公司廠家都在盡力增加焦平面陣列的像元數(shù)，發(fā)展各種格式的大型或特大型紅外焦平面陣列。在1?3pm的短波紅外（SWIR）焦平面陣列方而，由于多年來的軍用都集
3、屮在屮波紅外（MWIR）和長波紅外（LWIR）波段，因而SWIR焦平面陣列技術的發(fā)展受到忽略，但由于這個波段的許多應用是MWIR和LWIR應用達不到的，因而近兒年來加快了對SWIR焦平面陣列技術的發(fā)展步伐，目前的陣列規(guī)模已達到2048x2048元（400萬元）。InGaAs紅外焦平面陣列：雖然實現(xiàn)短波紅外熱攝像的候選材料要求低溫冷卻工作，而RHgCdTe襯底失配率高，暗電流也高，唯有InO.53GaO.47As的晶格常數(shù)與InPffl同，暗電流密度低達3xl0?8A/cm2,R0A>2xl06Q.cm2,D*>1013cmHzl/2W-l（室溫下）,其
4、光響應峰值在0.9屮h?1.7呵，可實現(xiàn)非致冷工作的高性能紅外焦平面陣列，其多年的光纖通信工業(yè)應用使其具有犬批量生產(chǎn)的能力，因而幾年來F1益受到重視，美國傳?感器無限公司在DARPA和NVESD支持下正在加速發(fā)展這種非致冷的紅外焦平面陣列和攝像機技術，其陣列尺寸已達到320x240元。HgCdTe陣列：曲于軍用目的的需求，過去這種材料焦平面陣列技術的發(fā)展主要集中于中波和長波紅外波段應用，但洛克威爾國際科學中心卻一直在發(fā)展1?3pm波段工作的HgCdTe焦平面陣列技術，其主要目的是天文和低背景應用，該中心在90年代中期已制出HQWAII-11024x10
5、24元陣歹I」，目前已研制成功世界上最大的HQWAII-2型2048x2048元的陣列，該小心正在計劃研制4096x4096元的特大型陣列。在3?5屮“的中波紅外焦平面陣列方面：中波紅外焦平面陣列技術的發(fā)展一直是紅外焦平面中發(fā)展最快的，主要有PtSi、InSb和HgCdTe三種陣列，其陣列規(guī)模已達到2048x2048元（400萬元）。?PtSi陣列已形成大批量生產(chǎn)能力，典型陣列有640x480,801x512,1024x1024,1040x1040,柯達公司新近推出的產(chǎn)品高達1968x1968元，其陣列規(guī)模已接近于400萬元，HgCdTe中波焦平面陣列
6、是目前所有焦平面中波工作陣列中集成度高，最引人注目的，洛克威爾國際科學中心在這方面的發(fā)展處于世界領先地位，除了640x480和1024x1024元的天文應用陣列外，近期已準備提供用戶使用的陣列為2048x2048元，并正在釆用拼接技術研制4096x4096元的陣列，但工作溫度低于77K。InSb陣列是這個波段應用中深受重視的器件，學耍是低背景天文應用陣列規(guī)格達1024x1024元，典型陣列還有640x480和640x512元。在長波紅外焦平面陣列方面，主要集中于HgCdTe,GaAlAs/GaAs多量子阱陣列，SiGe異質(zhì)結(jié)構陣列和非致冷紅外焦平面陣列
7、四種。HgCdTe陣列的發(fā)展一直較為緩慢，近幾年主要集中于GaAlAs/GaAs量子阱列和非致冷工作的紅外焦平面陣列技術，發(fā)展極快，陣列規(guī)模已達到了640x480元。HgCdTe焦平面陣列技術，由于這種材料的電學特性，進展一直較為緩慢，長波HgCdTe焦平面陣列規(guī)模僅為256x256元。?GaAlAs/GaAs陣列是最近兒年來發(fā)展最快的，研究的國家公司機構很多，如美國的洛克希德■馬丁、洛克威爾國際科學屮心，雷聲、噴氣式推進實驗室和空軍研究實驗室等，日本的三菱電機和NTT,法國的湯姆遜和瑞典、加拿大、以色列的不少公司竟相研制發(fā)展，其中以噴氣式推進實驗室、
8、雷聲和洛克希德■馬丁公司的進展最快，目前的陣列尺寸已達到640x484元，已評估了1024x1
