1.2 高性能
由于用采用诸如MBE、MOCVD这样的高精度控制制作
工艺,微
机械加工技术和CMOS这样的大型或特大型集成多路传输器,不但实现了如1024×1024,2048×2048元这样的大型二维凝视红外焦平面阵列的高速大容量的信号处理,而且获得了高度均匀性的阵列焦平面响应特性,进一步提高了阵列的性能。
短波红外焦平面阵列,迅速实现了商用化。美国新泽西州
传感器无限公司的128×128和320×240元InGaAs焦平面阵列D*值>1013cmHz1/2W-1(室温下),如冷却到250K工作时,D*>1014cmHz1/2W-1,1.3~1.6μm的量子效率接近90%,洛克威尔国际科学中心的PACE-1型1024×1024元阵列和HAWAⅡ-2型2048×2048元阵列,平均量子效率65.4%,光响应不均匀性为4.3%。
[page_break] 中波红外焦平面阵列器件中,PtSi阵列经过二十来年的发展改进,性能大幅度提高,噪声等效温差(NETD)已优于0.1℃,三菱512×512元IRCSD已达到0.07~0.033K,801×512元阵列填充因子61%,NETD为0.076℃,最小可分辨温差0.17℃(尼奎斯特),萨尔诺夫的640×480元阵列NETD<0.18K,最小可分辨温差MRT<0.04K(300K,积分时间33毫秒),三菱1040×1040元PtSi阵列不均匀性±2%;圣巴巴拉研究中心InSb 640×512元阵列的NEΔT优于20mK,1024×1024元天文应用的InSb阵列量子效率85%(0.9μm~5μm);洛克威尔国际科学中心PGM600-003 640×480元HgCdTe阵列77K量子效率68%,NEΔT平均值为0.013K,该中心的1024×1024和2048×2048元阵列也都具有良好的性能。
字串3 长波(8~14μm)红外焦平面阵列,HgCdTe阵列发展时间最长,但阵列尺寸不大,目前的性能是非常好的,列工作温度77~88K,量子效率70%~75%,,NETD为13mk,,双波段工作阵列量子效率为60%;GaAlAs/GaAs量子阱红外焦平面阵列发展到了今天的640×480元特大阵列,工作温度已接近或达到77K,截止波长长达14μm~16μm,如喷气式推进实验室的640×480元GaAs/AlxGa1-xAs阵列,工作温度70K,NEΔT为43mk,NEΔT不均匀性为1.4%,已报导了8~9μm和14~15μm双色640×486元阵列摄像机,这种阵列的工作温度仍需提高到77K以上方可在系统应用方面获得大量应用的能力;非致冷的红外焦平面阵列技术是长波红外焦平面阵列技术发展的重要方向之一,近几年在技术上取得了突破,投入批量生产,正在加紧推广应用。主要材料有VOx、Ti金属、硅、多晶硅、非晶硅、热释电和热释电-铁电材料几种,有热敏电阻微测辐射热计和
薄膜热释电与热电堆几种阵列,目前已进入系统应用的阵列为320×240元阵列,NETD通常优于0.1K,最佳性能为0.01K~0.005K(即10 mk~5mk),洛克希德马丁等公司已研制出640×480元的最大阵列。萨尔洛夫公司采用Si3N4作绝缘层的阵列
设计,NETD可达0.005K,使用SiC时为0.01k 。