制冷型紅外探測(cè)器分類及特點(diǎn)

　　紅外探測(cè)器是氣體紅外成像檢測(cè)儀的核心器件，是探測(cè)、識(shí)別和分析VOCs氣體泄漏的關(guān)鍵。根據(jù)工作溫度，紅外探測(cè)器可分為制冷型紅外探測(cè)器和非制冷型紅外探測(cè)器。制冷型紅外探測(cè)器根據(jù)其傳感器材料又可細(xì)分多個(gè)類別，下面就大家介紹一下關(guān)于“制冷型紅外探測(cè)器分類及其特點(diǎn)”。

[制冷型紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)]

　　制冷型紅外探測(cè)器分類

　　制冷型紅外探測(cè)器按照MEMS傳感器材料的不同可細(xì)分為碲鎘汞探測(cè)器、銻化銦探測(cè)器、量子阱探測(cè)器、二類超晶格探測(cè)器等。

　　碲鎘汞紅外探測(cè)器

　　碲鎘汞紅外探測(cè)器采用的紅外半導(dǎo)體材料為碲鎘汞，通過調(diào)節(jié)Cd組分變化，波長(zhǎng)可完全覆蓋短波、中波、長(zhǎng)波和甚長(zhǎng)波等整個(gè)紅外波段。

　　優(yōu)點(diǎn)：電子有效質(zhì)量小而本征載流子濃度低，吸收系數(shù)大，量子效率高，因而制成的探測(cè)器噪聲低，探測(cè)率高。

　　缺點(diǎn)：碲、鎘、汞三種材料是通過離子鍵結(jié)合的方式連接的，其相互作用力小。構(gòu)成元素汞非常不穩(wěn)定，容易從碲鎘汞材料中逸出從而造成材料的缺陷、材料的不均勻以及器件性能的不均勻，在長(zhǎng)波應(yīng)用時(shí)尤其突出。

　　銻化銦探測(cè)器

　　銻化銦探測(cè)器屬于本征吸收，其材料量子效率和響應(yīng)率高。因此，它可以實(shí)現(xiàn)極高的熱靈敏度和極好的圖像質(zhì)量，目前已成為重要的中波紅外探測(cè)器之一。

　　量子阱紅外探測(cè)器：

　　量子阱紅外探測(cè)器因其構(gòu)成材料在能帶結(jié)構(gòu)上構(gòu)成的電子或空穴勢(shì)阱而得名。外來光子引起的電子或空穴躍遷屬于子帶間躍遷，在外加電場(chǎng)的作用下載流子被收集形成光電流。

　　優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)成元素Ga、As與Al、As之間是共價(jià)鍵結(jié)合，互作用力大，材料牢固穩(wěn)定，可耐受天基高能離子輻射，適于制備天基紅外探測(cè)器。

　　缺點(diǎn)：量子阱紅外探測(cè)器量子效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碲鎘汞材料，在相同的積分時(shí)間和光學(xué)系統(tǒng)條件下，量子阱長(zhǎng)波紅外探測(cè)器性能比碲鎘汞長(zhǎng)波紅外探測(cè)器低。

　　另外量子阱紅外探測(cè)器為了提高了制冷要求，會(huì)相應(yīng)地增加系統(tǒng)的功耗、縮短制冷機(jī)的壽命。

　　二類超晶格：

　　二類超晶主要應(yīng)用于高性能紅外焦平面成像陣列制造中。二類超晶紅外探測(cè)器具有穿透性強(qiáng)、抗干擾性強(qiáng)、全天候工作等優(yōu)點(diǎn)。紅外焦平面成像陣列，可使整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)景物的每一個(gè)像元與一個(gè)敏感元相對(duì)應(yīng)，光電轉(zhuǎn)換效率更高。

　　與碲鎘汞紅外探測(cè)器相比，二類超晶格的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

　　一、二類超晶格材料的電子有效質(zhì)量大，在長(zhǎng)波范圍約為碲鎘汞的3倍，尤其在甚長(zhǎng)波，隨著波長(zhǎng)增長(zhǎng)，碲鎘汞的電子有效質(zhì)量變小，而二類超晶格材料的電子有效質(zhì)量卻不變。由此決定了二類超晶格探測(cè)器帶間隧穿電流小，器件暗電流小。

　　二、通過應(yīng)變對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用，能有效降低俄歇復(fù)合，提高載流子有效壽命，提高器件性能。

　　三、二類超晶格材料構(gòu)成元素之間化學(xué)鍵強(qiáng)，材料穩(wěn)定性好，對(duì)工藝的要求大大降低，器件產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)明顯。

　　以上是對(duì)“制冷型紅外探測(cè)器的分類及其特點(diǎn)”的簡(jiǎn)單介紹，希望對(duì)您有所幫助。

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