大动态范围、高灵敏度红外焦平面数字像元读出电路技术

摘要：

长波红外探测器一直以来受到读出电路电荷存储容量的限制，导致信噪比、动态范围和灵敏度都难以提升，制约了长波红外成像系统的发展和应用。文中对比分析了模拟像元和数字像元读出电路技术，介绍了数字像元焦平面的发展现状和主要架构。采用脉冲频率调制方案设计了384×288（25 μm）和256×256 （30 μm）两款数字像元读出电路，其中比较器设计提高了功耗效率和强壮性，并耦合碲镉汞探测器形成长波数字焦平面探测器组件进行测试，结果与国内外相关工作进行比较分析，峰值噪声等效温差分别达到3.4 mK和1.9 mK，动态范围达到96 dB。测试结果表明，数字像元技术显著提升了长波红外焦平面的灵敏度和动态范围，是提高红外探测器性能的有效途径。

关键词：红外焦平面、读出电路、数字像元、高灵敏度、高动态范围

所属期刊栏目：51

分类号：TN216(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2022-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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