高灵敏度大动态量子阱长波红外探测器

红外科学与技术全国实验室高灵敏度、大动态量子阱长波红外探测器第25届中国国际光电博览会“红外技术赋能智慧电网安全运营论坛”2024.9.12深圳红外探测器发展历史路线图DR. MICHAEL A. KINCHChief Scientist of DRS-RSTA量子阱的基本原理•量子力学原理探测波长：由阱宽和垒高决定 GaAs/ AlGaAsAlGaAsAlGaAsAlGaAsGaAsGaAsAlGaAsGaAsGaAs=0''2*cossin4)(rowccnmhfNdvva96.0)(22122*−=zEEmfIncidence angleGaAs-AlGaAs材料体系人工胜于先天？先天胜于人工？得天独厚的材料体系GaAs-AlGaAs成熟的III-V工艺碲镉汞量子阱比较波段可调是是== 相同响应宽带窄带~~ 各有千秋量子效率高低 ×× 短处 均匀性好很好++ 长处盲元率高低(1‰0.5‰)++ 长处积分时间短长~~NETD好好==工作温度HOT偏低 ×× 短处 大规模有难度较容易(4/6inch)++长处(量产)价格高较低(封装成本为主)++目前量子阱焦平面探测器状况1.规模：320256、6405122.探测波长：89m、1011m、1416m3.长波偏振焦平面(消光比>10:1)4.航天应用验证(新技术试验卫星)5.像素级A/D的全数字化读出电路应用背景估算⚫假设目标背景温度为27℃，按照黑体辐射公式，显然辐射功率最大处在10m，出射光子数最大处在12m处。⚫取探测波长为1012m可获得最大入射光子数246810121416182022242628300.05.0x10-41.0x10-31.5x10-32.0x10-32.5x10-33.0x10-3 Mqbb (W.cm-2m-1)Wavelength (m) T=301K(28Co) T=300K(27Co) T=299K(26Co) T=273K(0Co)246810121416182022242628302.0x10164.0x10166.0x10168.0x10161.0x10171.2x10171.4x10171.6x10171.8x1017 Mqbb (s-1cm-2m-1)Wavelengt