德国AIM公司的第三代焦平面列阵红外探测组件(上)

摘要：

根据一般的认识,第三代红外探测组件可望提供先进的功能度,例如更多的像元、多色或者多波段、更高的帧速率和更高的温度分辨率等.本文介绍德国AIM公司用以研制第三代焦平面列阵红外探测组件的工艺状况.为了以80M像元/s的像元速率达到高达800Hz的全帧速率,AIM公司设计了一种间距为40μm的256×256元高速列阵器件.一种读出电路被设计成能在以快速积分模式进行扫描的同时进行凝视,从而以高达800Hz的帧速率进行近全帧积分.一个具有14bit深数字输出的微型指令与控制电路,一块能够把基于非线性自学景像的校正模型也考虑进去的非均匀性校正插件板,这两种电路已与集成的探测器制冷器装置(IDCA)一起研制出来.在双色/双波段能力方面,AIM公司已研制出一种序贯多色组件以便为用户提供一种可从正反两方面分析光谱选择探测的灵活工具.这种组件基于384×288元的中波红外或者长波红外HgCdTe探测器.一只四个小面上可装滤光片或者细光栅扫描仪板的转轮为光谱的选择提供了方便.AIM公司的可编程MVIP图像处理技术被用以探测器的控制和非均匀性校正.MVIP可为每个滤光片位置单独设置积分时间和非均匀性校正系数以获得相似的性能,从而精确评估红外光谱选择的效果.同时,一种双色探测器焦平面列阵也正在研制之中.这种焦平面列阵是作为HgCdTe中波红外器件来研制的,但HgCdTe长波红外器件也是切实可行的.利用实际间距为56μm的192×192元列阵,AIM公司实现了一种双色大型器件.这种器件的设计规定,在光学系统的有限分辨率内,两种颜色探测来自相同目标点的辐射以保证探测的一致性,并且对不同颜色光子通量的明显变化进行补偿以便以近乎相同的电平输出模拟信号,从而达到高的温度分辨率和高的校正率.AIM公司的光伏器件是利用该公司成熟的液相外延技术实现的.自从量子阱技术在确立的材料系统的基础上显示出先进的水平以来,AIM公司为中波红外/长波红外双波段应用研制了一些最合适的量子阱红外光电探测器件.本文对该公司在研制双波段量子阱探测器方面的工艺状况也作了简单介绍.

关键词：焦平面列阵、HgCdTe光电二极管、双色探测器、双波段探测器、量子阱红外光电探测器摄像机、热成像技术、噪声等效温差

分类号：TN2(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2004-08-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：30-33