紅外技術(shù)作為一種高技術(shù)，它與激光技術(shù)并駕齊驅(qū)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通等各個行業(yè)和部門。紅外測溫、紅外測濕、紅外理療、紅外檢測、紅外報警、紅外遙感、紅外防偽更是各行業(yè)爭相選用的先進(jìn)技術(shù)。如今開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)得到普遍運(yùn)用，但是，科技在進(jìn)步，產(chǎn)品也會更新。接下來我們詳細(xì)介紹光電探測器這個在紅外技術(shù)中突顯作用最大之一的產(chǎn)物。

光電探測器作為紅外輻射光子在半導(dǎo)體材料中激發(fā)非平衡載流子(電子或空穴)，引起電學(xué)性能變化。因為載流子不逸出體外，所以稱內(nèi)光電效應(yīng)。量子光電效應(yīng)靈敏度高，響應(yīng)速度比熱探測器快得多，是選擇性探測器。為了達(dá)到最佳性能，一般都需要在低溫下工作。光電探測器可分為： 
  啊光伏型：主要是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。存在的結(jié)電場使空穴進(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。與光導(dǎo)探測器比較，光伏探測器背影限探測率大于40％；不需要外加偏置電場和負(fù)載電阻，不消耗功率，有高的阻抗。這些特性給制備和使用焦平面陣列帶來很大好處。

光導(dǎo)型：又稱光敏電阻。入射光子激發(fā)均勻半導(dǎo)體中的價帶電子越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶并在價帶留下空穴，引起電導(dǎo)增加，為本征光電導(dǎo)。從禁帶中的雜質(zhì)能級也可激發(fā)光生載流子進(jìn)入導(dǎo)帶或價帶，為雜質(zhì)光電導(dǎo)。截止波長由雜質(zhì)電離能決定。量子效率低于本征光導(dǎo)，而且要求更低的工作溫度。 
  量子阱探測器(QWIP)：將兩種半導(dǎo)體材料A和B用人工方法薄層交替生長形成超晶格，在其界面，能帶有突變。電子和空穴被限制在低勢能阱A層內(nèi)，能量量子化，稱為量子阱。利用量子阱中能級電子躍遷原理可以做紅外探測器。90年代以來發(fā)展很快，已有512×512、64 0×480規(guī)模的QWIP GaAs/AlGaAs焦平面制成相應(yīng)的熱像儀誕生。因為入射輻射中只有垂直于超晶格生長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)光譜區(qū)窄；低溫要求苛刻。人們正深入研究努力加以改進(jìn)，可望與碲鎘汞探測器一爭高低。

光發(fā)射－Schottky勢壘探測器：金屬和半導(dǎo)體接觸，典型的有PtSi/Si結(jié)構(gòu)，形成Schott ky勢壘，紅外光子透過Si層為PtSi吸收，電子獲得能量躍上 Fermi能級，留下空穴越過勢壘進(jìn)入Si襯底，PtSi層的電子被收集，完成紅外探測。充分利用Si集成技術(shù)，便于制作，具有成本低、均勻性好等優(yōu)勢，可做成大規(guī)模(1024×1024甚至更大)焦平面陣列來彌補(bǔ)量子效率低的缺陷。有嚴(yán)格的低溫要求。用這類探測器，國內(nèi)外已生產(chǎn)出具有像質(zhì)良好的熱像儀。Pt Si/Si結(jié)構(gòu)FPA是最早制成的IRFPA。

關(guān)鍵字：紅外技術(shù) 光電探測器 勢壘探測器 紅外光子

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