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        新技術飛速發展促進探測器更新換代

        [2022/7/5]

          60年代以前多為單元紅外探測器掃描成像,但靈敏度低,二維掃描系統結構復雜笨重。增加探測元,例如有N元組成的探測器,靈敏度增加N1/2倍,一個M×N陣列,靈敏度增長(M×N)1/2倍。

          元數增加還將簡化光機掃描機構,大規模凝視焦平面陣列,不再需要光機掃描,大大簡化整機系統?,F代紅外探測器技術進入第二、第三代,重要標志之一就是元數大大增加。另一方面是開發同時覆蓋兩個波段以上的雙色和多光譜探測器。所有進展都離不開新技術特別是半導體技術的開發和進步。幾項具有里程碑意義的技術有:

          (1)半導體精密光刻技術

          使紅外探測器技術由單元向多元線列探測器迅速發展,即后來稱為第一代探測器。

          (2)Si集成電路技術

          Si讀出電路與光敏元大面陣耦合,誕生了所謂第二代的大規模紅外焦平面陣列探測器 。更進一步有Z平面和靈巧型智能探測器等新品種。此項技術還誘導產生非制冷焦平面陣列 ,使一度冷落的熱探測器重現勃勃生機。

          (3)先進的薄層材料生長技術

          分子束外延、金屬有機化學汽相淀積和液相外延等技術可重復、精密控制生長大面積高度均勻材料,使制備大規模紅外焦平面陣列成為可能。也是量子阱探測器出現的前提。

          (4)微型制冷技術

          高性能探測器低溫要求驅動微型制冷機的開發,制冷技術又促進了探測器的研制和應用。

          我國紅外探測器研制從1958年開始,至今已40多年。先后研制過PbS、PbSe、Ge:Au、Ge:Hg 、InSb、PbSnTe、HgCdTe、PtSi/Si、GaAs/AlGaAs量子阱和熱釋電探測器等。 隨著低維材料出現,納米電子學、光電一體化等技術日新月異,21世紀紅外探測器必有革命性的進展。物理學及材料科學是現代技術發展的主要基礎,現代技術飛速發展對物理學研究又有巨大的反作用。

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