用于冷光学长波红外杜瓦组件杂散光分析与抑制EI北大核心CSCD

红外谱段(8~12.5μm)作为红外对地光学载荷的主要探测谱段,在对地遥感领域发挥着重要的作用。以红外成像仪载荷的杜瓦组件为研究对象,宽幅高分辨率红外系统的光机结构作为输入边界,分析了关键面对系统杂散光的影响。为了抑制杂散光和降低背景辐射,利用柔性波纹管隔热实现200 K窗口和窗口帽低温设计。进一步分析了杜瓦组件窗口、窗口外壳、冷屏结构及表面处理工艺等对杜瓦内部杂散光的影响。冷屏采用三级挡板设计,滤光片为三波段集成,同时在考虑装配和加工精度的情况下,冷屏和滤光片支架采用分离方式。卫星红外成像仪载荷在轨运行良好,成像效果较好。为杜瓦设计和加工选择提供了一定依据。     

HgCdTe器件中pn结结区扩展的表征方法

报道了液氮温度下激光束诱导电流(LBIC)和I-V测试两种在HgCdTe器件中pn结结区扩展的表征方法.通过LBIC和I-V测试,发现了p型HgCdTe材料中由B+离子注入成结和干法刻蚀成结对材料造成的损伤使得有效结区范围大于注入和刻蚀面积,并获得n区横向扩展.同时,通过对比,相互印证两种方法得到的测试结果一致.     

W频段二次谐波I/Q调制混频器的设计

基于自主研发GaAs肖特基二极管（SBD）设计了一款工作于W频段的二次谐波混频器,实现了对射频（RF）信号的I/Q调制。建立了二极管模型,利用电路结构走线长度控制信号流,实现了宽频带内的射频信号混频,并基于此通过HFSS和ADS联合仿真,完成了W频段二次谐波混频器设计。测试结果显示,采用45 GHz信号作为本振信号源,射频80~89 GHz与91~100 GHz的频带范围内变频损耗低于17 dB,最低变频损耗为12 dB;1 dB压缩功率大于11 dBm。仿真结果显示,80~89 GHz与91~100 GHz的镜频抑制效果明显,最好频点镜像抑制达到20 dB。相比于W频段GaAs pHEMT（赝晶型高电子迁移率晶体管）混频器,所设计的GaAs肖特基二极管混频器在较低变频损耗的情况下,具有工艺简单、易实现、高线性度、宽带匹配、高镜像抑制等优点,芯片尺寸仅为1 mm×1 mm。该款W频段混频器达到了目前国内较高水平。     

真空退火的CdTe/Au掺杂HgCdTe界面状态的影响

对使用CdTe覆盖的HgCdTe材料在不同温度下进行了一系列的退火实验.研究发现,退火可以改善电子束蒸发CdTe的晶体状态,使CdTe和HgCdTe之间的界面状态得到改善.Au掺杂HgCdTe覆盖CdTe后,真空条件下退火,240℃和300℃对Au掺杂的浓度分布改变不大,Au掺杂的浓度几乎不变.但是,温度的不同会对汞空位的浓度产生显著的影响,因此退火温度不同会使载流子浓度明显不同.退火温度从240℃升高至300℃后,霍尔测试得到的载流子浓度从2×10~(16)cm~(-3)左右升高至5.5×1016cm~(-3)左右.     

利用刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管

碲镉汞雪崩光电二极管是第三代红外焦平面探测器的主要发展方向之一.提出一种利用离子束刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管器件的方法,并研究了截止波长、耗尽区厚度与器件增益的关系.利用此方法制备截止波长4. 8μm的中波器件在17 V反向偏置下增益可达1 000.对器件进行了噪声频谱测试,计算了其过剩噪声因子.     

金属框结构对碲镉汞红外焦平面调制传递函数的影响

调制传递函数(MTF)值是表征碲镉汞(HgCdTe)红外探测器成像性能的重要参数。串音是减小探测器MTF值的主要因素之一。合理的器件结构设计可有效地抑制串音,从而提高器件MTF值。介绍了一种含金属框结构的HgCdTe红外焦平面探测器,该器件可有效吸收横向扩散光生载流子并减小器件的串音干扰。对含金属框结构的器件和无金属框结构的器件进行MTF测试及对比分析。测试结果表明,与无金属框结构的器件相比,含金属框结构的器件的MTF值得到显著提高。     

碲镉汞器件光敏元电容测试与分析

报道了液氮温度下对HgCdTe器件进行电容测试的方法。标定了仪器寄生电容以及杜瓦寄生电容,并利用该测试结果计算得到PN结区附近的载流子浓度和相应的深度等数据。对比了碲镉汞常规PN结器件与雪崩光电二极管(APD)器件的耗尽层宽度以及N区载流子浓度。