HgCdTe红外探测器离子注入剂量优化研究

在中波响应波段的p型Hg_0.709Cd_0.291Te(MCT)分子束外延生长薄膜上，利用材料芯片技术获得叠加注入不同硼离子剂量的系列大光敏元面积(500μm×500μm)的n-op-p结.通过测量液氮温度下不同离子注入剂量单元的电流-电压特性和对零偏微分电阻R₀分析，观测到p-n结的性能与硼离子注入剂量明显的依赖关系.在另一片薄膜材料(镉组分值为0.2743)上通过该方法获得R₀A优于现有常规数值的探测器单元. 关键词： p-n结 离子注入 碲镉汞薄膜     

中波HgCdTe双色红外探测器优化模拟计算

针对光伏型中波HgCdTe双色红外探测器作了优化模拟计算，器件采用典型n-p-p-p-n结构和同时工作模式，建立的二维模型考虑了辐射复合、俄歇复合和Shockley-Read-Hall(SRH)复合三种复合机理，以及深能级辅助隧穿和带间直接隧穿效应，载流子穿过阻挡层势垒的隧道效应采用传递矩阵法计算.分析了双色器件光谱响应随吸收区SRH复合少子(电子)寿命的变化关系，以及串音与阻挡层组分的关系.模拟结果显示，随吸收区少子寿命变短，量子效率迅速下降；为了使器件有较高的量子效率，HgCdTe材料的SRH复合电子寿命应该至少在10ns以上.随阻挡层组分增大，势垒增高，串音迅速减小，大约在阻挡层组分差为0.03时下降到光学串音决定的稳定值，得出了抑制电学串音，阻挡层组分差的临界值为0.03. 关键词： HgCdTe中波双色红外探测器 光谱响应 光谱串音 少子寿命     

HgCdTe短波红外焦平面探测器校正技术

在短波红外成像光谱技术的应用背景下,对HgCdTe短波红外焦平面探测器的校正技术进行研究,包括坏像元校正和非均匀性校正,并提出先进行坏像元校正后进行非均匀性校正的探测器校正原则;在标准辐射源下,对正常像元的输出值进行正态分布拟合,并通过3σ准则设定正常像元输出值阈值的方法,确定探测器中坏像元的数量与位置,然后根据短波红外成像光谱技术的应用要求,对坏像元进行光谱二邻域均值替换;坏像元校正完成后,再采用运算量小、实时性强的两点法对探测器进行非均匀性校正。综合校正结果表明:探测器坏像元得到有效剔除,坏像元输出值得到良好校正,且非均匀性校正效果明显,图像细节更加丰富。     

基于HgCdTe红外探测器的微弱信号检测电路设计

 被动动态傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪可用于周围环境红外辐射的光谱分析,其中红外信号检测是光谱仪中的重要组成部分。基于高信噪比、高灵敏度、温漂小和抗干扰能力强的电路设计原理,采用滤波电源供电,使用高速低噪声高精度的运算放大器,通过合理的电路布局和元器件选择来设计红外信号检测电路。在大气环境和室内气室的实验条件下,红外信号检测电路组成的红外光谱仪对目标气体进行红外遥感,并对实验结果进行了分析和探讨。实验结果表明：在系统中运行的检测电路具有较高的信噪比和较好的稳定性,测量精度高,可实现对大气环境的红外遥感。     

Si基衬底上生长的HgCdTe红外阵列

Santa Barbara研究中心(Goleta,CA)的研究人员已在CdZnTe/GaAs/Si衬底上制作出128×128象元的HgCdTe红外探测阵列(灵敏度在20～60μm)。这一成就被认为是迈向生产低成本大面积可靠焦平面阵列的重要一步。据参加该项研制工作的Scott Johnson说,以前的技术是将探测器生长到大块单晶体CdZnTe衬底上。那些衬底易破碎,尺寸小于30cm~2。而将硅作为基底材料,就能够采用标准的     

室温中红外HgCdTe光导探测器响应率的温度特性

为了评定基于室温中红外HgCdTe光导探测器的氟化氘激光阵列靶斑仪系统的测量不确定度,需要对HgCdTe光导探测器响应率的温度特性进行定量分析.理论分析了室温中波红外HgCdTe光导探测器响应率与温度和波长的关系,得出了在一定范围内探测器响应率可以近似表示为温度和波长变量分离函数形式的假设.采用波长为3.8μm和1.31 μm激光光源,分别测量了在-40℃～+30℃温度范围内室温中波红外HgCdTe探测器响应率变温特性,实验结果验证了在测量不确定度范围内假设的正确性.基于此结论,提出了一种高效标定HgCdTe光导探测器在氟化氘激光波长处响应率温度特性的实用方法.     

一种浸没透镜结构HgCdTe红外探测器组件环境适应性研究

探测器采用浸没透镜结构的单元光伏芯片,工作波段为2.5~3.2μm。采用储能焊TO9管壳封装,将二级热电致冷器、热敏电阻、透镜结构的HgCdTe红外探测器封装为一红外探测器组件,组件可在室温至-50℃下工作,经过老炼、力学和热学环境适应性试验后,结果表明,HgCdTe红外探测器的零偏电阻(R_0)变化率、探测器峰值电流响应率(R_(λ_p,I))变化率和热电致冷器(TEC)的交流阻抗(R)的变化率均小于5%,探测器暗电流I_d@-0.1V≤9×10^(-7)A,探测器的漏率优于1×10^(-7)Torr·l/s,组件的密封性达到了航天要求。     

一种HgCdTe探测器微型杜瓦的设计和工艺研究

介绍一种用于冷却HgCdTe探测器微型制冷杜瓦组件,该组件由旋转马达驱动型斯特林制冷机冷却,杜瓦采用插入式结构,制冷机与杜瓦之间用耦合单元来传递冷量。设计中的关键技术是尽可能减少漏热损失、高效传递冷量以降低斯特林制冷机的热负荷,同时为了达到长期保持杜瓦内真空度的要求,制造过程中还需要进行一系列的工艺处理。本文重点介绍插入式杜瓦用于冷却HgCdTe探测器芯片的结构设计以及工艺解决方案。     

21世纪最具潜力的新型材料——光子晶体

 21世纪是信息技术广泛普及的时代。在过去的50年里,对半导体技术的深入研究和广泛应用直接推动了信息产业的迅速发展。但当前半导体的发展遭遇瓶颈问题,半导体集成电路在速度、效率的提高上受到量子效应及电子自身之间相互作用的限制,半导体器件的能力已接近极限,而光子技术则是突破这些限制的有效手段之一。不过传统的光学器件与电子集成器件相比,要笨重成千上万倍。如果光学器件也能像电子器件一样集成化,那么光电集成线路就将使信息技术产业发生巨大变革。解决这个问题的关键,在于开发和研究一种新型的人工材料---光子晶体。它将成为21世纪最具潜力的新型材料,半导体的第三代突破很可能就在光子晶体这条路上。     

红外探测器的进展

红外探测器的发展基础是物理学和技术科学的进展。HgCdTeFPA和非制冷平面列阵，军事装备和广阔的民用市场需求驱动探测器技术进一步发展。     

具有组分梯度的HgCdTe探测器在激光测量中的潜在应用

该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在PN结附近构建不同的电场,不同电场下样品暗电流和噪声电流随温度的变化曲线表明,构建的电场越强,降低结区附近热激发载流子浓度的效果越明显。通过数据分析,提出构建10³ V/cm量级的组分梯度内建电场可抑制热激发载流子向结区的扩散运动,有效地降低结区附近热激发载流子浓度。     

激光辐照PC型HgCdTe探测器的实验研究

分别用连续波1.319μm激光和10.6μm激光辐照PC型HgCdTe红外探测器时,得到了不同辐照光功率密度下,探测器输出的一系列实验结果。给出了在波长为1.319μm的波段内激光辐照下PC型HgCdTe探测器的饱和阈值;用波长为10.6μm的波段外CO2激光辐照探测器时,发现了一些与波段内激光辐照探测器时大不相同的实验现象;对实验结果进行了分析。简要总结了PC型HgCdTe探测器对于波段内和波段外激光辐照的响应机制。     

激光辐照PC型HgCdTe探测器的实验研究

 分别用连续波1.319μm激光和10.6μm激光辐照PC型HgCdTe红外探测器时，得到了不同辐照光功率密度下，探测器输出的一系列实验结果。给出了在波长为1.319μm的波段内激光辐照下PC型HgCdTe探测器的饱和阈值；用波长为10.6μm的波段外CO₂激光辐照探测器时，发现了一些与波段内激光辐照探测器时大不相同的实验现象；对实验结果进行了分析。简要总结了PC型HgCdTe探测器对于波段内和波段外激光辐照的响应机制。     

光伏型HgCdTe阵列探测器的电学串扰

阵列探测器单元间的串扰是影响探测效果的重要因素,研究探测器的串扰机理及其抑制措施有助于优化探测器性能。针对激光辐照线阵HgCdTe探测器实验中的串扰现象,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了激光辐照探测器的三维仿真模型,通过模拟芯片内载流子浓度分布、光电流和电场,揭示了电学串扰的产生机理,并针对该器件提出了沟槽隔离的抑制串扰措施。研究结果表明：光生载流子沿线阵排列方向的横向扩散是造成被辐照像元附近像元串扰的直接因素,但对距离辐照区域较远的像元影响较小;公共P极电压降低是导致距离辐照区域较远的像元产生响应的根本原因。此外,仿真结果验证了提出的沟槽隔离措施对电学串扰具有显著的抑制效果。     

波段外10.6 μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析

用波长为10.6 μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。     

双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

采用三维时域有限差分算法(3D-FDTD)对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIP)的顶部光子晶体光输入耦合层结构的电磁场分布进行了仿真分析,得到了多种不同周期、占空比、深度的二维光子晶体结构耦合效率及电磁场分布.探索了一种双色探测器的光子晶体光输入耦合层结构的设计思路,使之可对中波/长波或长波双色8/12 μm同时提供较高的耦合效率. 关键词： 红外探测器 量子阱 光子晶体     

红外探测器的高频测试

研究了长波8~15μm波段,阻值大于440ΩMCT光导红外探测器,探测率在10kHz,14μm大于4×1010 cm·Hz1/2/W,在1kHz和10kHz中心频率下的噪声测试,中波5~8μm红外光伏型InSb器件,探测率在25kHz,8.26μm大于1×1011 cm·Hz1/2/W,在1kHz和255kHz中心频率下的噪声测试,并对器件信号进行了测试。信号和噪声测试是在124A锁相放大器测试系统测试,对124A测试系统的不确定度进行了分析,并与动态信号分析仪35670A对器件在0~50kHz频谱范围的噪声进行了测试和比较。实验结果表明,高阻值的光导器件在1kHz和10kHz中心频率下噪声相差约1.4倍,光伏型InSb器件在1kHz和15kHz中心频率下噪声相差约1.5倍,信号测试结果在1kHz下和3kHz中心频率下变化不超过3%。通过测试和比较,对高频下的测试给出了建议。     

用于红外激光器的探测器

用于红外激光器的探测器高注能红外探测器和附件的主要设计者和制造者ＥＧ＆ＧＪｕｄｓｏｎ公司已将其产品和技术发展成这种重要类型。Ｊｌ５ＴＥ系列探测器的热电致冷器上装有光电导型碲镉泵（ＨｇＣｄＴｅ）元件，可以进行１０．６μｍＣＯ２激光探测。这种探测器与另一...     

近代红外探测器的发展

一.引言自从1800年英国物理学家Herschel利用温度计在太阳光谱中发现了红外线之后,对红外辐射的研究和应用一直是处在发展缓慢的阶段中.其主要原因是当时的科学家们没有找到足够灵敏的红外接收器.直到最近数十年,各种性能、高灵敏度的红外接收器出现之后,红外