InGaAs短波红外探测器未来发展趋势

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InGaAs短波红外探测器未来发展趋势

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短波红外对近室温目标的探测成像类似于可见光的反射式成像,一方面拥有中长波红外探测缺少的细节分辨能力,另一方面具有穿透烟雾进行成像等可见光探测不具备的能力。随着短波红外探测器在军事、民用领域的广泛应用,对短波红外探测器的性能、成本提出了更高的要求。

目前用于制造短波红外探测器的材料主要有HgCdTe、InGaAs、PbS、PtSi等,随着InGaAs材料生长和芯片制作工艺的不断成熟,相较于其他材料,采用InGaAs材料制备的探测器由于高达约70%~90%的量子效率、室温下约8000 cm2/(V·s)的高迁移率,以及高灵敏度、高速响应、低成本的应用优势,是目前短波红外探测器的最佳选择。为了进一步扩展波长、提高分辨率、降低成本,发展了基于Ⅱ类超晶格、胶体量子点、硅基材料等新材料和新工艺的短波红外探测器。

InGaAs探测器凭借其优异性能成为短波红外探测器的首选,但是其各项性能已经接近极限,在进一步缩小像素间距、提高分辨率、扩大阵列规格方面遇到瓶颈,且面临可见光波段灵敏度低,成本高昂导致民用领域应用受限等问题。未来短波红外探测器的发展将会集中在以下几个方面:(1)拓展波长短波红外探测器。(2)使用低维材料制备短波红外探测器。(3)与Si基CMOS技术兼容的GeX、SiX短波红外技术,将成为一大研究热点。(4)借助于单像素成像等技术实现低成本短波红外相机,结合计算成像、深度学习等技术,可实现低成本高分辨率的短波红外成像。

短波红外探测器在军事和民用领域都有着广阔的应用需求,前者重在需要更高灵敏度、更高像元密度、更大面阵的产品;而民用领域的应用则需要成本低廉、集成简单的产品。应根据军民两用市场需求,加强创新,优化制备工艺,加快新材料的研发,研制出性能优越、竞争力强,同时又兼具国产特色,凝聚中国智慧的短波红外探测器。

全球主要InGaAs短波红外探测器制造商包括滨松光子、SCD、Lynred、I3system、Teledyne Technologies、Sensors Unlimited等。全球领先厂商以出色的产品性能和满意的服务在行业中享有盛誉。但市场竞争日趋激烈,越来越多的厂商进入InGaAs短波红外探测器市场;中国领先本土制造商,如济物光电、国惠光电、中科德芯、立鼎光电。

 



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