紅外探測(cè)技術(shù)及紅外探測(cè)器發(fā)展現(xiàn)狀資料

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1、紅外探測(cè)技術(shù)及紅外探測(cè)器發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)安防行業(yè)網(wǎng)????2014/7/2514:10:00????關(guān)鍵字：紅外,探測(cè)技術(shù),發(fā)展現(xiàn)狀??????瀏覽量：6731　　一、技術(shù)現(xiàn)狀　　紅外探測(cè)技術(shù)目前主要分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三種研究領(lǐng)域。　　其中，中紅外探測(cè)技術(shù)由于中紅外線的高強(qiáng)度和高穿透性，應(yīng)用最為廣泛，研究也最為成熟，甚至可以分析物質(zhì)的分子組成；　　遠(yuǎn)紅外的主要優(yōu)點(diǎn)就是其穿透性，可用于探測(cè)、加熱等，應(yīng)用也比較廣泛。　　只有近紅外，由于其強(qiáng)度小，穿透力一般，故長(zhǎng)期以來沒有引起重視，只是近些年來才成為研究熱點(diǎn)，因?yàn)橛媒t外技術(shù)可以做某些成分的定量檢測(cè)，最

2、關(guān)鍵的是還不必破壞試樣?！　。ㄒ唬┘夹g(shù)優(yōu)勢(shì)　　紅外技術(shù)有四大優(yōu)點(diǎn)：環(huán)境適應(yīng)性好，在夜間和惡劣天候下的工作能力優(yōu)于可見光；隱蔽性好，不易被干擾；由于是靠目標(biāo)和背景之間、目標(biāo)各部分的溫度和發(fā)射率差形成的紅外輻射差進(jìn)行探測(cè)，因而識(shí)別偽裝目標(biāo)的能力優(yōu)于可見光；紅外系統(tǒng)的體積小，重量輕，功耗低?！　。ǘ┲萍s因素　　目標(biāo)的光譜特性；探測(cè)系統(tǒng)的性能；目標(biāo)和探測(cè)口之間的環(huán)境和距離——這三大因素是紅外技術(shù)發(fā)展過程中需要解決的主要問題。例如：為充分利用大氣窗口，探測(cè)器光譜響應(yīng)從短波紅外擴(kuò)展到長(zhǎng)波紅外，實(shí)現(xiàn)了對(duì)室溫目標(biāo)的探測(cè)；探測(cè)器從單元發(fā)展到多元，從多元發(fā)展到焦平面，上

3、了兩大臺(tái)階，相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)源探測(cè)到目標(biāo)熱成象的飛躍；系統(tǒng)從單波段向多波段發(fā)展；發(fā)展了種類繁多的探測(cè)器，為系統(tǒng)應(yīng)用提供了充分的選擇余地。　?。ㄈ﹪?guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)　　紅外探測(cè)器芯片一直受制于西方政府和供應(yīng)商。為打破國(guó)外技術(shù)壟斷，2012年4月，高德紅外用2.4億元超募資金實(shí)施“紅外焦平面探測(cè)器產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”。2014年2月25日，高德紅外公告，公司“基于非晶硅的非制冷紅外探測(cè)器”項(xiàng)目成果已獲湖北省科技廳鑒定通過，下一階段將開展試生產(chǎn)及批產(chǎn)工作?！　?jù)介紹，在高德紅外芯片生產(chǎn)線上，國(guó)際主流的非晶硅和氧化釩兩種工藝線路可以同時(shí)運(yùn)行。正因如此，高德紅外也成為國(guó)

4、際上少有的、國(guó)內(nèi)唯一同時(shí)具備2條工藝線路的紅外探測(cè)器芯片生產(chǎn)企業(yè)。　　二、產(chǎn)品現(xiàn)狀　　按照探測(cè)原理的劃分，目前市場(chǎng)上的紅外探測(cè)器產(chǎn)品主要分為兩大類：　?。ㄒ唬崽綔y(cè)器　　熱探測(cè)器吸收紅外輻射后，溫度升高，可以使探測(cè)材料產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)、電阻率變化，自發(fā)極化強(qiáng)度變化，或者氣體體積與壓強(qiáng)變化等，測(cè)量這些物理性能的變化就可以測(cè)定被吸收的紅外輻射能量或功率。分別利用上述不同性能可制成多種熱探測(cè)器：　?、乓簯B(tài)的水銀溫度計(jì)及氣動(dòng)的高萊池（Golaycell）：利用了材料的熱脹冷縮效應(yīng)?！　、茻犭娕己蜔犭姸眩豪昧藴囟忍荻瓤墒共煌牧祥g產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)的溫差電效應(yīng)?！　?/p>

5、⑶石英共振器非制冷紅外成像列陣：利用共振頻率對(duì)溫度敏感的原理來實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)。　?、葴y(cè)輻射熱計(jì)：利用材料的電阻或介電常數(shù)的熱敏效應(yīng)—輻射引起溫升改變材料電阻—用以探測(cè)熱輻射。因半導(dǎo)體電阻有高的溫度系數(shù)而應(yīng)用最多，測(cè)溫輻射熱計(jì)常稱“熱敏電阻”。另外，由于高溫超導(dǎo)材料出現(xiàn)，利用轉(zhuǎn)變溫度附近電阻陡變的超導(dǎo)探測(cè)器引起重視。如果室溫超導(dǎo)成為現(xiàn)實(shí)，將是21世紀(jì)最引人注目的一類探測(cè)器；　?、蔁後岆娞綔y(cè)器：有些晶體，如硫酸三甘酞、鈮酸鍶鋇等，當(dāng)受到紅外輻射照射溫度升高時(shí)，引起自發(fā)極化強(qiáng)度變化，結(jié)果在垂直于自發(fā)極化方向的晶體兩個(gè)外表面之間產(chǎn)生微小電壓，由此能測(cè)量紅外輻射的

6、功率?！　。ǘ┕庾犹綔y(cè)器　　光子探測(cè)器吸收光子后，本身發(fā)生電子狀態(tài)的改變，從而引起內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)等光子效應(yīng)，從光子效應(yīng)的大小可以測(cè)定被吸收的光子數(shù)。　?、殴怆妼?dǎo)探測(cè)器：又稱光敏電阻。半導(dǎo)體吸收能量足夠大的光子后，體內(nèi)一些載流子從束縛態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)，從而使半導(dǎo)體電導(dǎo)率增大，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。利用光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電導(dǎo)探測(cè)器分為多晶薄膜型和單晶型兩種?！　、乒夥綔y(cè)器：主要利用p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng)。能量大于禁帶寬度的紅外光子在結(jié)區(qū)及其附近激發(fā)電子空穴對(duì)。存在的結(jié)電場(chǎng)使空穴進(jìn)入p區(qū)，電子進(jìn)入n區(qū)，兩部分出現(xiàn)電位差，外電路就有電壓或電流信號(hào)。

7、與光電導(dǎo)探測(cè)器比較，光伏探測(cè)器背景限探測(cè)率大40%，不需要外加偏置電場(chǎng)和負(fù)載電阻，不消耗功率，有高的阻抗。　?、枪獍l(fā)射-Schottky勢(shì)壘探測(cè)器：金屬和半導(dǎo)體接觸，形成Schottky勢(shì)壘，紅外光子透過Si層被PtSi吸收，使電子獲得能量躍遷至費(fèi)米能級(jí)，留下空穴越過勢(shì)壘進(jìn)入Si襯底，PtSi層的電子被收集，完成紅外探測(cè)。　?、攘孔于逄綔y(cè)器（QWIP）：將兩種半導(dǎo)體材料用人工方法薄層交替生長(zhǎng)形成超晶格，在其界面有能帶突變，使得電子和空穴被限制在低勢(shì)能阱內(nèi)，從而能量量子化形成量子阱。利用量子阱中能級(jí)電子躍遷原理可以做紅外探測(cè)器。因入射輻射中只有垂直于超晶

8、格生長(zhǎng)面的電極化矢量起作用，光子利用率低；量子阱中基態(tài)電子濃度受摻雜限制，量子效率不高；響應(yīng)光