焦平面红外探测器应用现状
焦平面红外探测器应用现状
0 引言
红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。近年来，红外探测器的需求不断增加。据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163.5亿美元，复合年均增长率为7.71%。
红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅和氧化钒探测器，致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。
在过去的几十年里，大量的新型材料、新颖器件不断涌现，红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越，目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。
1 焦平面红外探测器应用现状
热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点，但是它响应时间较慢、高频时探测率低，目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器，通过配备致冷系统，具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域，光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有碲镉汞（HgCdTe）、InAs / InGaSb Ⅱ类超晶格、GaAs / AlGaAs量子阱等。近年来量子点红外光探测器也引起广泛关注，量子点红外光探测器在理论上具有很多优点，但实际制备的量子点红外光探测器与理论预测的还是有一定差距。表1对几种常用的光子型焦平面红外探测器进行了比较。
在精确制导领域，主流制导方式有红外制导和雷达制导，这两种方式各有优势，在某些特定的场合，红外制导更是显示出其不可替代性。与雷达制导的主动探测相比，红外探测是
红外光谱分析概述
红外光谱分析概述（上） 1．红外光谱 红外光谱是反映红外辐射强度或其他与之相关性质随波长（波数）变化的谱图。目前，它是一种被广泛应用于研究表征物质的化学组成，在分子层次上的结构及分子间相互作用的有力手段。红外射线发现于1800年，在用普通温度计测量可见光谱的温度效应时，在红光一端的外侧观察到有较强的热效应。后来，实验证实了这是由一种肉眼看不见、波长比红光更长的电磁辐射所造成的，这种电磁辐射被称为红外光。通常将红外辐射的波长范围定为0.8～1000微米，并可粗略地分为三个波段：（1）近红外的波段为0.8～2.5微米，波数为12500～4000厘米-1；（2）中红外的波段为2.5～25微米，波数为4000～400厘米-1；（3）远红外的波段为25～1000微米，波数为400～10厘米，目前，实验上已能测定到2500微米，波数为4厘米-1。相应地有近红外光谱、中红外光谱和远红外光谱。 红外光谱的形式虽然多种多样，从本质上可分为发射光谱和吸收光谱两大类。物体的红外发射光谱是指样品在通过受激或自发辐射的条件下，所发射的红外光的强度随波长(波数)变化的光谱图，红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成。吸收光谱是指样品对红外辐射的吸收能力随波长(波数)变化的光谱图，在实验上，使红外光与样品发生相互作用，测定红外光与物质相互作用前后光强的变化与波长(波数)之间的关系, 称红外吸收光谱。 2．分子的振动和转动光谱 对于分子体系而言，其振动和转动是量子化的，其能级差所对应的光子的波长落在红外光范围，因此是红外光谱(拉曼光谱)的主要研究对象。研究指出，红外光谱的研究范围不仅仅局限于分子的振动、转动跃迁，某些特殊体系的电子能级跃迁亦可能落在红外光谱波段范围内，例如，超大规模共轭体系的电子跃迁、某些稀土离子的f-f能级跃迁等等。不过目前绝大多数的红外光谱研究工作仍集中于分子的振动能级跃迁上，以最简单的双原子为例，其振动吸收Eν可近似地表示为： 式中h为普朗克常数；ν为振动量子数（取正整数）；n0为简谐振动频率。当ν=0时，分子的能量最低，称为基态。处于基态的分子受到频率为n0的红外射线照射时，分子吸收了能量为n0的光量子，跃迁到第一激发态，得到频率为n0的红外吸收带, 它称为分子振动的基频。反之，处于该激发态的分子也可发射频率为n0的红外射线而恢复到基态。n0的数值决定于分子的约化质量μ和力常数κ： κ决定于原子的核间距离、原子的特性和化学键及键级等。 在多原子分子体系中，各原子在平衡位置附近作相对运动。这些振动方式可以被分解为各种简正振动的线性组合，所谓简正振动就是指分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简揩振动。含N个原子的非线分子有3N-6个简正振动方式；线性分子有3N－5种简正振动方式。 对于分子的转动而言，往往可以假定分子为刚性转子，则其转动能量Er为： 红外光谱分析概述（中）
焦平面APD探测器的国内外技术现状和发展趋势
红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势 一、焦平面APD探测器的背景及特点 焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。 1、APD 雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200 倍，有很好的微弱信号探测能力。 2、APD阵列的分类 按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-mode APD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。 （1）Geiger-mode APD阵列的特点 优点： 1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测； 2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的 距离分辨率，厘米量级； 3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式； 4）较低的功耗，体积小，集成度高； 5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需 要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。
缺点： 1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为 使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。 2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。 （2）线性模式APD阵列的特点 优点： 1）光子探测率高，可达90%以上； 2）有较小的通道串扰效应； 3）具有多目标探测能力； 4）可获取回波信号的强度信息； 5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。 缺点： 1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD） 2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速 采样、阈值比较、存储等操作）。（其信号测量包括强度和时间测量两部 分） 按照基底半导体材料APD可分为：Si APD、Ge APD、InGaAs APD、HgCdTe APD。 其中Si的由于波长在1um左右，由于材料限制很难做到大于32*32的阵列，再考虑到人眼安全以及军事对高功率激光的需求，工作波长在：1.5um的InGaAs APD 及HgCdTe APD为研究的热点内容。
焦平面红外探测器应用现状
焦平面红外探测器应用现状 0 引言 红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。近年来，红外探测器的需求不断增加。据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163.5亿美元，复合年均增长率为7.71%。 红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅和氧化钒探测器，致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。 在过去的几十年里，大量的新型材料、新颖器件不断涌现，红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越，目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。 1 焦平面红外探测器应用现状 热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点，但是它响应时间较慢、高频时探测率低，目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器，通过配备致冷系统，具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域，光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有碲镉汞（HgCdTe）、InAs / InGaSb Ⅱ类超晶格、GaAs / AlGaAs量子阱等。近年来量子点红外光探测器也引起广泛关注，量子点红外光探测器在理论上具有很多优点，但实际制备的量子点红外光探测器与理论预测的还是有一定差距。表1对几种常用的光子型焦平面红外探测器进行了比较。 在精确制导领域，主流制导方式有红外制导和雷达制导，这两种方式各有优势，在某些特定的场合，红外制导更是显示出其不可替代性。与雷达制导的主动探测相比，红外探测是
中远红外探测器发展动态
中远红外探测器发展动态 1 红外光电探测器的的历史 红外探测成像具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用按照探测过程的物理机理，红外探测器可分为两类即热探测器和光电探测器。光电探测器的工作原理是目标红外辐射的光子流与探测器材料相互作用，并在灵敏区域产生内光电效应。因具有灵敏度高、响应速度快的优点，光电探测器在预警、精确制导、火控和侦察等红外探测系统中得到广泛应用。 红外焦平面阵列可探测目标的红外辐射，通过光电转换、电信号处理等手段，可将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，是集光、机、电等尖端技术于一体的红外光电探测器H。目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。红外光电探测器研究从第一代开始至今已有40余年历史，按照其特点可分为三代。第一代(1970s～1980s)主要是以单元、多元器件进行光机串／并扫描成像，以及以4×288为代表的时间延迟积分(TDI，time delay integration)类扫描型(scanning)红外焦平面列阵。单元、多元探测器扫描成像需要复杂笨重的二维、一维扫描系统结构，且灵敏度低。第二代红外光电探测器是小、中规格的凝视型(staring)红外焦平面列阵。M×N凝视型红外焦平面探测元数从1元、N元变成M×N元，灵敏度也分别从l与N1/2增长M×N1/2倍和M1/2。而且，大规模凝视焦平面阵列，不再需要光机扫描，大大简化整机系统。 目前，正在发展第三代红外光电探测器。探测器具有大面阵、小型化、低成本、双色(two-color)与多色(multi-color)、智能型系统级灵巧芯片等特点，并集成有高性能数字信号处理功能，可实现单片多波段融合高分辨率探测与识别。因此，本文将重点综述三代红外光电探测器的材料体系及其研究现状，并分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。 2 三代探测器的材料体系与发展现状 红外光电探测器的材料很多，但真正适于发展三代红外光电探测器，即响应波段灵活可调的双色与多色红外焦平面列阵器件的材料则很少。目前，主要有传统的HgCdTe和QWIPs，以及新型的二类SLs和QDIPs，共四个材料体系。作为
(仅供参考)红外焦平面探测器普及知识
红外焦平面探测器普及知识 红外焦平面阵列（IR FPA）技术已经成为当今红外成像技术发展的主要方向。红外焦平面阵列像元的灵敏度高，能够获取更多的信息以及更高的可变帧速率。红外焦平面阵列探测器对入射的红外能量进行积分，然后产生视频图像，经过调节后被提供给视频显示器，以供人观察。焦平面阵列每个像元的输出是一种模拟信号，它是与积分时间内入射在该元件上的红外能量成正比的。但是由于制造工艺和使用环境的影响，即使对温度均匀的背景，焦平面背景中所有像元产生的输出信号也是不一致的，即红外焦平面阵列器件的非均匀性（Nonuniformity,NU）。为了满足成像系统的使用要求，需要对红外焦平面阵列探测器进行非均匀性校正。 从生产工艺而言，单纯从提高焦平面阵列质量的角度来降低其非均匀性，不仅困难而且造价昂贵。因此，通过校正算法减小非均匀性对红外焦平面阵列成像质量的影响，提高成像质量，不仅是必须的，同时具有很高的经济价值和应用价值。目前，对红外图像质量的改善，一般是根据红外焦平面阵列对于温度响应的不一致性，采用非均匀性校正的方法，提高红外图像的质量。主要有两类校正方法：基于红外参考辐射源的非均匀性校正算法和基于场景的自适应校正方法。在实际应用中，普遍采用的是基于红外参考辐射源定标的校正方法。但是，采用参考辐射源定标的校正方法校正的红外图像，因红外焦平面阵列器件由于长时间的工作，受到时间、环境等因素的影响，红外图像质量逐渐下降，出现类似细胞状和块状的斑纹，影响了红外图像的质量。所以，需要在基于参考辐射源定标的校正方法的基础上，对于红外图像的质量进行改善。 国内外现状和发展趋势 自然界的一切物体，只要其温度高于绝对零度，总是在不断地辐射能量。红外热成像技术就是把这种红外热辐射转换为可见光，利用景物本身各部分温度辐射与发射率的差异获得图像细节，将红外图像转化为可见图像。利用这项技术研制成的装置称为红外成像系统或热像仪。用热像仪摄取景物的热图像来搜索、捕获和跟踪目标，具有隐蔽性好、抗干扰、易识别伪装、获取信息丰富等优点。因此，红外热成像技术在海上救援、天文探测、遥感、医学等各领域得到广泛应用。 红外热成像系统可以分为制冷和非制冷两种类型，制冷型有第一代和第二代之分，非制冷型可分为热释电摄像管和热电探测器阵列。第一代热成像系统主要由红外探测器、光机扫描器、信号处理电路和视频显示器组成，其中红外探测器是系统的核心器件，一般是分离式探测器。这种
HgCdTe焦平面红外探测器封装中的芯片粘接技术
HgCdTe焦平面红外探测器封装中的芯片粘接技术 熊 雄，朱颖峰，王 微，黄一彬，刘远勇 （昆明物理研究所，云南昆明 650223） 摘要：针对HgCdTe焦平面红外探测器封装的特殊性，提出了芯片粘接胶的选用原则，影响粘接质量的主要因素，以及粘接工艺优化方法。提出了用于封装HgCdTe MW 320×256探测器的低温胶X1，并对该胶做了一系列可靠性实验。实验证明，低温胶X1满足该探测器的封装要求。 关键词：HgCdTe红外探测器；封装；芯片粘接；可靠性 中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2012)08-0444-04 Die Attach Technology in HgCdTe IRFPA Detector Package XIONG Xiong，ZHU Ying-feng，WANG Wei，HUANG Yi-bin，LIU Yuan-yong （Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China） Abstract：Concerning the special properties of the HgCdTe FPAIR detector package, the basic principles of adhesive selection, the main factors affecting the bonding quality, and the optimization of the die attach methods are introduced. Low-temperature adhesive X1 is proposed to package HgCdTe MW 320×256 detectors, and the reliability experiments show that adhesive X1 meets the package requirements. Key words：HgCdTe IR detector，package，die attach，reliability 0引言 在HgCdTe焦平面红外探测器的封装中，HgCdTe芯片的粘接是极为重要的工艺环节，粘接胶的选择，固化工艺，胶层质量等因素对探测器组件的可靠性起重要作用。本文主要针对HgCdTe芯片粘接胶的选用原则、粘接工艺的优化和粘接可靠性论证做了探讨研究，以期提高红外探测器封装质量。 1封装特殊性 HgCdTe焦平面红外探测器的封装是一个多层叠形结构，如图1所示，包括陶瓷基板、粘接胶、HgCdTe芯片、冷屏等结构。与传统集成电路封装相比，HgCdTe红外探测器的封装有其独特性[1,2]：①HgCdTe芯片需要在80K左右的低温下工作；②为保证其工作温度，芯片封装在杜瓦真空绝热环境中；③芯片粘接面积大，对胶层厚度、平行差、传热等提出了较严苛的要求。 图1 HgCdTe焦平面红外探测器封装示意图 Fig.1 HgCdTe FPA IR detector package drawing 2粘接胶选择 基于HgCdTe红外探测器封装的特殊性，选择芯片粘接胶需着重考虑以下几个方面的性能参数[3-5]：1）粘接强度：HgCdTe芯片必须良好的粘附于陶瓷基板，确保在振动冲击条件下有足够的粘接强度。 2）耐低温性能：粘接胶在低温下脆性变大韧性下降，则需选用的粘接胶在低温下物理化学性质保持基本不变或在可接受范围内变化。 444
红外焦平面阵列简介
红外焦平面阵列简介 自从赫谢尔利第一次发现了红外辐射以来，人们就开始不断运用各种方法对红外辐射进行检测，并根据红外光的特点而加以应用，相继制成了各种红外探测器。进入20世纪后，红外探测器技术取得了惊人的进展，特别是冷战时期，军备竞赛各方投入巨资进行研究，突破了诸多难题，使红外探测器技术从30年代单一的PbS器件发展到现在的多个品种，从单元器件发展到目前焦平面信号处理的大型红外焦平面阵列。红外焦平面阵列技术作为红外探测技术发展的一个里程碑，正在急速地拓展新的应用领域和市场，渗透到工业监测探测、执法、安全、医疗、遥感、设备等商业用领域，改变了其长期以来主要用于军用领域的状况。 红外焦平面阵列是红外系统及热成像器件的关键部件，是置于红外光学系统焦平面上，可使整个视场内景物的每一个像元与一个敏感元相对应的多元平面阵列红外探测器件，在军事领域得到了广泛应用，拥有巨大的市场潜力和应用前景。目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。 下面依次介绍其原工作原理、分类以及读出电路，并简述国内外发展情况以及展望其发展方向。 一、红外焦平面阵列原理 焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。 二、红外焦平面阵列分类 1、根据制冷方式划分 根据制冷方式，红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶斯特林循环致冷器集成体[5]。由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。当前制冷型的探测器其探测率达到～1011cmHz12W-1，而非制冷型的探测器为～109cmHz12W-1，相差为两个数量级。不仅如此，它们的其他性能也有很大的差别，前者的响应速度是微秒级而后者是毫秒级。 2、依照光辐射与物质相互作用原理划分 依此条件，红外探测器可分为光子探测器与热探测器两大类。光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器，包括光电子发射探测器和半导体光电探测器，其特点是探测灵敏度高、响应速度快、对波长的探测选择性敏感，但光子探测器一般工作在较低的环境温度下，需要致冷器件。热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器，包括利用温差电效应制成的测辐射热电偶或热电堆，利用物体体电阻对温度的敏感性制成的测辐射热敏电阻探测器和以热电晶体的热释电效应为根据的热释电探测器。这类探测器的共同特点是：无选择性探测（对所有波长光辐射有大致相同的探测灵敏度），但它们多数工作在室温条件下。 3、按照结构形式划分 红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种。其中，单片式集成在一个硅衬底上，即读出电路和探测器都使用相同的材料。混成式是指红外探测器和读出电路分别选用两种材料，如红外探测器使用HgCdTe，读出电路使用Si。混成式主要分为倒装式和Z平面式两种。 4、按成像方式划分 红外焦平面阵列分为扫描型和凝视型两种，其区别在于扫描型一般采用时间延迟积分技术，采用串行方式对电信号进行读取；凝视型式则利用了二维形成一张图像，无需延迟积分，
用红外成像法探测埋地输油管道
第２７卷第５期２００６年９月 石油学报 ＡＣＴＡＰＥＴＲＯＬＥＩＳＩＮＩＣＡ Ｖ０１．２７Ｎｏ．５ Ｓｅｐｔ．２００６ 文章编号：０２５３—２６９７（２００６）０５—０１２７一０４ 用红外成像法探测埋地输油管道 周鹏王明时陈书旺葛家怡张锐孙红霞 （天津大学精密仪器与光电子工程学院天津３０００７２） 摘要：为了辅助埋地石油管道巡线以及快速定位与排查偷油支管和泄漏点，提出了利用红外热成像技术探测埋地输油管道的方法。应用热力学传导理论，对埋地输油管道上方土壤层温度场分布进行了数学建模，论证了此方法的可行性。完成了基于非制冷红外焦平面阵列及具有便携、实时成像特点的红外管道探测仪的硬件设计，运用图像增强、图像分割、骨架跟踪等图像处理算法实现了埋地输油管道的自动检测。油田现场试验证明，用这种红外管道探测仪可以方便、直观、快速地探测地下输油管道的位置、走向及分支状况。 关键词：输油管道；自动检测；红外成像法；热力学传导理论；温度场分布；数学模型；红外管道探测仪 中图分类号：ＴＥ８７３．６文献标识码：Ａ ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍｐｉｐｅｌｉｎｅｗｉｔｈｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄＺｈｏｕＰｅｎｇＷａｎｇＭｉｎｇｓｈｉＣｈｅｎＳｈｕｗａｎｇＧｅＪｉａｙｉＺｈａｎｇＲｕｉＳｕｎＨｏｎｇｘｉａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔＯａｓｓｉｓｔｉｎｇｐｅｒａｍｂｕｌａｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍｐｉｐｅｌｉｎｅ，ａｎｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒａｐｉｄｌｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｔｅａｌｉｎｇｂｒａｎｃｈｅｓｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅａｎｄｌｏｃａｔｉｎｇｔｈｅｌｅａｋａｇｅｓｐｏｔｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉ—ｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅａｒｔｈ’Ｓｓｕｒｆａｃｅａｂｏｖｅｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｉｓｈａｒｄｗａｒｅｔａｋｅｓａｎｕｎｃｏｏｌｅｄｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙａｓａｓｅｎｓｏｒａｎｄｈａｓｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅａｌ—ｔｉｍｅｉｍａｇｉｎｇａｎｄｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍｐｉｐｅｌｉｎｅｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｓｏｍｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏ—ｒｉｔｈｍｓ，ｓｕｃｈａｓｉｍａｇｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ，ｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｓｋｅｌｅｔｏｎｔｒａｃｋ．Ｏｉｌｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｉｓｉｎｆｒａｒｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｏｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎ，ｔｒｅｎｄａｎｄｂｒａｎｃｈｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｅａｓｉｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｐｉｐｅｌｉｎｅ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｔｈｅｏｒｙ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ； ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ：ｉｎｆｒａｒｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｏｒ 为了解决埋地石油管道偷油漏油问题，急需一种埋地管道检测技术。目前国际上常用于管道检测的方法主要有以下几种［１］：①物质平衡检测法；②负压波检测法［２３；③声波检测法；④光纤振动传感器检测法；⑤漏磁通检测法；⑥管道机器人检测技术。其中，方法①实现简单，但无法辅助巡线，也不能对偷油支管和泄漏位置进行定位；方法②只适用于快速监测偷油和泄漏，对长期慢速偷油和泄漏则无能为力，同时也不能辅助巡线；方法③和④可以快速检测打孔偷油时的管道振动，但由于其受外界振动干扰严重，误报警率极高，同时也不能辅助管道巡线；方法⑤可以对埋地金属管道进行巡线，但对非金属的偷油支管无法识别，也无法进行泄漏检测；方法⑥是近年来国际上研究管道检测技术的一个很有潜力的方法，但由于其技术还不够成熟，而且成本高，还不能应用于实际。鉴于现有埋地管道检测技术都不能满足实际需要，笔者提出了用红外热成像技术探测埋地输油管道的新方法。 １埋地管道上方土壤层温度场分布模型 １．１埋地管道和周围土壤层热交换过程 被加热的原油［３３在埋地管道中传输时，会与四周土壤进行热交换，管道与周围环境的热交换大致分为３个过程Ｈ］：①管道外壁和保温层间的热传导；②保温层与周围土壤之间的热传导；③地表与大气之间的热对流。埋地管道热交换示意图如图１所示。 １．２温度场分布模型 传热过程的热流量为‘５１ 空一Ａｋ（Ｔｉ。一Ｔｏ。。）一（Ｔｉ。一Ｔｏ。。）／Ｒ（１）式中Ａ为换热面积，ｍ２；ｋ为传热系数，ｗ／（ｒｎ２?Ｋ）； 作者简介：周鹏，男，１９７８年１１月生，２００４年获天津大学工学硕士学位，现在天津大学精密仪器与光电子工程学院攻读博士学位，主要研究方向为红外成像技术，管道检测技术及图像处理。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｐｚｐａ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．Ｃ０１ＴＩ 万方数据
THz焦平面探测器及其成像技术发展综述
第35卷 第4期 红 外 技 术 V ol.35 No.4 2013年4月 Infrared Technology Apr. 2013 187〈综述与评论〉 THz 焦平面探测器及其成像技术发展综述 金伟其1，田 莉1，王宏臣2，蔡 毅1，王 鹏2 （1.北京理工大学光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081； 2.烟台睿创微纳技术有限公司，山东 烟台 26400） 摘要：THz 探测器作为THz 成像系统的核心器件，一定程度上制约着THz 成像技术的发展，鉴于 单元/多元探测器的光机扫描成像模式存在的问题，THz 焦平面探测器成像成为THz 探测技术发展 的方向。介绍了近年来国内外在THz 焦平面探测器，特别是基于VO x 的THz 焦平面探测器及其成 像技术的研究进展，分析了THz 焦平面探测器及其成像模式的发展前景。本文对于研究THz 成像 技术及应用的发展具有重要的参考意义。 关键词：THz 成像；THz 探测器；焦平面；VO x 非制冷探测器；热释电非制冷探测器 中图分类号：TN224 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2013)04-0187-08 Review of THz Focal Plane Detector and the Development of Its Imaging Technology JIN Wei-qi 1，TIAN Li 1，WANG Hong-chen 2，CAI Yi 1，WANG Peng 2 (1.Ministry of Education Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System , School of Optoelectronics, Beijing Institute of Technology , Beijing 10081, China 2.Yantai Raytron Technology Co ., Ltd , Yantai 264000, China ) Abstract ：As the core device of the THz imaging system, the development of THz detectors restricts the development of THz imaging technology. Because there are many problems in the unit/multiple-detector optical mechanical scanning imaging mode, THz focal plane array (FPA) detector imaging becomes the development direction of the THz detection technology. This article describes the research advances of the THz focal plane array detectors especially the THz focal plane array detector which based on the VO x uncooled FPA and its imaging technology both at home and abroad in recent years. This paper also analyzes the development prospects of the THz focal plane detector and its imaging mode, the paper has reference significance to the research of the development and application of THz imaging technology. Key words ：THz imaging ，THz detector ，focal plane array(FPA)，VO x uncooled detector ，Pyro-electric uncooled detector 0 引言 太赫兹（Terahertz ，THz ）波是指频率在0.1～ 10 THz （波长为30 μm ～3 mm ）之间的电磁波，处 于毫米波（通常为1～10 mm ）与红外波（通常为1～ 20 μm ）之间，即通常所认为的电子学和光学的交 界区域。近年来，由于太赫兹波具有瞬态性、宽带 性、高时间和空间相干性、低能性以及独特的传输 特性等特点，使其在安全检测、波谱分析、成像与通信、化学、生物、材料科学和药学等领域展现出 广泛的应用前景，成为国内外研究的重要方向之一。 THz 技术主要有波谱和成像两种应用模式[1]，根据THz 辐射特性又可分为连续THz 辐射和脉冲THz 辐射，其不同的组合具有相应的特点，适合于不同的应用条件。通常THz 传感和成像系统主要包括THz 辐射源、THz 传感器以及相关的辅助部件（光
红外焦平面阵列简介
红外焦平面阵列简介.doc 红外焦平面阵列简介 自从赫谢尔利第一次发现了红外辐射以来，人们就开始不断运用各种方法对红外辐射进行检测，并根据红外光的特点而加以应用，相继制成了各种红外探测器。进入20世纪后，红外探测器技术取得了惊人的进展，特别是冷战时期，军备竞赛各方投入巨资进行研究，突破了诸多难题，使红外探测器技术从30年代单一的PbS器件发展到现在的多个品种，从单元器件发展到目前焦平面信号处理的大型红外焦平面阵列。红外焦平面阵列技术作为红外探测技术发展的一个里程碑，正在急速地拓展新的应用领域和市场，渗透到工业监测探测、执法、安全、医疗、遥感、设备等商业用领域，改变了其长期以来主要用于军用领域的状况。 红外焦平面阵列是红外系统及热成像器件的关键部件，是置于红外光学系统焦平面上，可使整个视场内景物的每一个像元与一个敏感元相对应的多元平面阵列红外探测器件，在军事领域得到了广泛应用，拥有巨大的市场潜力和应用前景。目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。 下面依次介绍其原工作原理、分类以及读出电路，并简述国内外发展情况以及展望其发展方向。 一、红外焦平面阵列原理 焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。二、红外焦平面阵列分类 1、根据制冷方式划分
根据制冷方式，红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶斯特林循环致冷器集成体[5]。由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。当前制冷型的探测器其探测率达到,1011cmHz12W-1，而非制冷型的探测器为,109cmHz12W-1，相差为两个数量级。不仅如此，它们的其他性能也有很大的差别，前者的响应速度是微秒级而后者是毫秒级。 2、依照光辐射与物质相互作用原理划分 依此条件，红外探测器可分为光子探测器与热探测器两大类。光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器，包括光电子发射探测器和半导体光电探测器，其特点是探测灵敏度高、响应速度快、对波长的探测选择性敏感，但光子探测器一般工作在较低的环境温度下，需要致冷器件。热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器，包括利用温差电效应制成的测辐射热电偶或热电堆，利用物体体电阻对温度的敏感性制成的测辐射热敏电阻探测器和以热电晶体的热释电效应为根据的热释电探测器。这类探测器的共同特点是:无选择性探测(对所有波长光辐射有大致相同的探测灵敏度)，但它们多数工作在室温条件下。 3、按照结构形式划分 红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种。其中，单片式集成在一个硅衬底上，即读出电路和探测器都使用相同的材料。混成式是指红外探测器和读出电路分别选用两种材料，如红外探测器使用HgCdTe，读出电路使用Si。混成式主要分为倒装式和Z平面式两种。 4、按成像方式划分
红外遥感技术在军事方面的运用
红外遥感技术在军事方面的运用 摘要： 目前国际军事形势总体上趋于缓和，但天下并不太平，展望21世纪，国际关系错综复杂，世界各种力量不断分化组合。交流与合作，斗争与竞赛交织在一起，将是21世纪国际安全环境和军事形势的基本形态。而随着高科技技术在军事领域的广泛应用，现代战争已进入了高技术阶段，由于战争中高级技术武器装备的大量使用和新的作战理论的先导作用，引起了战争形态的重大变革。从而导致了战争规模，样式和进程的变化。战争已由简单的身体对抗化为智慧的较量。正文： 遥感技术是指安装与平台上的传感器，以电磁波为信息传播媒介，从遥远的地方感知地球表面和一定空间范围内的对象，从而识别地面物体的全过程，他是与航空遥感，在20世纪60年代发展起来的移民新型的综合性的边缘学科，从70年代以来，随着新的航天遥感平台的不断升空，新型传感器的研制，航天遥感技术的发展。应用领域从军事应用发展到一地球环境和资源的监测和研究为目标的尖端技术。在现代化战争中，军事侦察，监视与制导已完全离不开遥感技术。 一、红外线的起源与发展 1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳发现了红外线。红外技术在军事上的实际应用始于第二次世界大战期间。当时,德国研制和使用了一些红外技术装备,其中有红外通信设备和红外夜视仪，它们都属于主动式红外系统。战后，由于红外光子探测器和透红外光学材料的迅速发展，红外技术的应用引起军事部门的重视。此后，红外技术的发展方向集中在被动式系统上。50年代，红外点源制导
系统应用于战术导弹上。60年代，红外技术的军事应用已相当广泛，如已应用于制导、火控、瞄准、侦察和监视等。60年代中期，出现了光机扫描的红外成像技术。70年代，红外成像技术获得迅速发展，热成像系统和电荷耦合器件的应用是这一时期的重要成果。80年代,红外技术进入研制镶嵌焦面阵列（CCD阵列）系统的新时期。 二、红外线的基本概念 自然界中, 一切温度高于绝对零度摄氏-273.16 的物体都不断地辐射着红外线, 这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波，它是由物质内部的分子、原子的运动所产生的电磁辐射，是电磁频谱的一部分,其波段介于可见光和微波波段之间(0.76～1000微米)。通常按波长把红外光谱分成4个波段:近红外（0.76～3微米）、中红外（3～6微米）、中远红外（6～20微米）和远红外（20～1000微米）。 一切物体都有其自身的红外辐射特性。为研究各种不同物体的红外辐射，人们用理想辐射体──绝对黑体（简称黑体）作基准。能吸收全部入射的辐射而没有反射的物体称为黑体。良好的吸收体必然也是良好的辐射体,因此黑体的辐射效率最高，其比辐射率定为1。任何实际物体的辐射发射量与同一温度下黑体的辐射发射量之比,称为该物体的比辐射率，其值总是小于1。物体的比辐射率，与物体的材料种类、表面特性、温度、波长等因素有关。黑体的辐射特性可用普朗克定律描述，该定律给出了黑体辐射作为温度函数的光谱分布。对某一温度，辐射量最大的波长与其温度的乘积为常数，这个关系称维恩定律（适用于在温度较低，波长较短的范围内）。对所有波长积分所得到的总辐射量与温度的四次方成正比，这个关系称为斯蒂芬－玻尔兹曼定律。
红外焦平面阵列
红外焦平面阵列 红外测量技术2009-12-08 21:07:23 阅读110 评论0 字号：大中小订阅 1、红外焦平面阵列原理 焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列，从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。 2、红外焦平面阵列分类 （1）根据制冷方式划分 根据制冷方式，红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶/快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶/斯特林循环致冷器集成体[5]。由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。当前制冷型的探测器其探测率达到～1011cmHz1/2W-1，而非制冷型的探测器为～109cmHz1/2W-1，相差为两个数量级。不仅如此，它们的其他性能也有很大的差别，前者的响应速度是微秒级而后者是毫秒级。 （2）依照光辐射与物质相互作用原理划分 依此条件，红外探测器可分为光子探测器与热探测器两大类。光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器，包括光电子发射探测器和半导体光电探测器，其特点是探测灵敏度高、响应速度快、对波长的探测选择性敏感，但光子探测器一般工作在较低的环境温度下，需要致冷器件。热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器，包括利用温差电效应制成的测辐射热电偶或热电堆，利用物体体电阻对温度的敏感性制成的测辐射热敏电阻探测器和以热电晶体的热释电效应为根据的热释电探测器。这类探测器的共同特点是：无选择性探测（对所有波长光辐射有大致相同的探测灵敏度），但它们多数工作在室温条件下[6]。 （3）按照结构形式划分 红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。因此，按照结构形式分类，红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种[7]。其中，单片式集成在一个硅衬底上，即读出电路和探测器都使用相同的材料，如图1所示。混成式是指红外探测器和读出电路分别选用两种材料，如红外探测器使用HgCdTe，读出电路使用Si。混成式主要分为倒装式（图2(a)）和Z平面式（图2(b)）两种。 （4）按成像方式划分 红外焦平面阵列分为扫描型和凝视型两种，其区别在于扫描型一般采用时间延迟积分（TDI）技术，采用串行方式对电信号进行读取；凝视型式则利用了二维形成一张图像，无需延迟积分，采用并行方式对电信号进行读取。凝视型成像速度比扫描型成像速度快，但是其需要的成本高，电路也很复杂。 （5）根据波长划分 由于运用卫星及其它空间工具，通过大气层对地球表面目标进行探测，只有穿过大气层的红外线才会被探测到。人们发现了三个重要的大气窗口：1mm～3mm的短波红外、3mm～5mm的中波红外、8mm ～14mm的长波红外，由此产生三种不同波长的探测器。 三、读出电路
红外技术的基础及其军事应用
红外技术的基础及其军事应用 林立新信息工程20123200074 【摘要】红外技术己从过去的战术地位发展到今天的战略地位, 己经成为国家安全依赖的主要探测技术的手段, 红外技术在军事技术领域内将得到全面、大规模地应用。本文介绍了红外技术的物理基础及在中海洋、空中等多方面探究其军事应用。 【关键字】红外技术、军事应用 一、引言 在人类即将进人2 00 0 年的前夕, 进一步认识红外技术在未来军事技术中的地位和作用十分重要. 因为战争不仅不会因一个新世纪的到来而消失, 在未来的世界中, 霸权主义、国家间的领土纠纷、国家分裂民族和宗教矛盾等等仍然存在, 世界多极化的趋势还将使这些矛盾变得错综复杂,未来的局部战争更加扑朔迷离。可以肯定的是, 未来的局部战争将广泛的使用各种高新技术, 而今天蓬勃发展的红外技术, 在其中将起到举足轻重的作用. 红外技术顾名思意就是红外辐射技术。红外辐射习惯上称为红外线。也称为热辐射。二次世界大战以来, 红外技术发生了很大的变化。从军事应用的角度看, 有二点需要再次证实:首先是红外技术从过去的战术地位发展到了今天的战略地位;其次是红外技术从过去少数局部应用发展到今天的大规模应用。目前军事发达的国家, 武器装备多数都已使用了红外系统, 甚至连传感器都使用了红外传感器。至今, 红外技术的应用已成为一个国家军事装备现代化的重要标志之一。 二、红外技术的物理基础 红外技术的发展以红外线的物理特性为基础。红外线是由于物质内部带电微粒的能量发生变化而产生的, 它是一种电磁波, 处于可见光谱红光之外, 突出特点是热作用显著。红外线的波长介于可见光与无线电波之间, 从0.75μm~l000μm, 可分为四个波段: 近红外(0.75 ~3μm)、中红外(3 ~6μm)、远红外(6~15μm)和极远红外(15- 1000μm), 红外线具有以下特性:红外光电效应、红外辐射、红外反射、大气传输特性。 从技术角度看, 红外技术的进步至少表现在以下四个方面:(1)探测器的光谱响应已从短波扩展到长波方向, 实现了对室温目标的探测, 充分利用了大气窗口。(2)探测器已从单元发展到多单元, 多元又发展到焦平面阵列(FPA)探测器。连上两个台阶, 相应地系统实现了从点源探测到获得目标的热成像(面源探测)的飞跃。(3)发展了种类繁多的探测器系统。(4)红外系统已从单波段探测向多波段探测发展, 获得了丰富的目标信息。 三、红外技术在军事领域的应用 1 红外侦察 红外侦察主要包括：空间侦察与监视；空中侦察与监视；地面侦察与监视等[1]。 （1）空间侦察与监视。照相侦察卫星携带红外成像设备可获得更多地面目标的情报信息，并能识别伪装目标和在夜间对地面的军事行动进行监视；导弹预警卫星利用红外探测器可探测到导弹发射时发动机尾焰的红外辐射并发出警报，为拦截来袭导弹提供一定的预警时间。 （2）空中侦察与监视。利用人或无人驾驶的侦察机、侦察直升机等携带红外相机、红外扫描装置等设备对敌方军队及其活动、阵地、地形等情况进行侦察与监视。
红外焦平面成像技术发展现状
红外焦平面成像技术发展现状 姓名：高洁班级：11级硕研1班学号：S11080300007 摘要 红外焦平面列阵成像技术已经进入了成熟期。本文对几种红外焦平面列阵器件如MCT、Insb 和QWIP 的最新进展作一评述，简要介绍其器件发展水平、技术路线和关键工艺。简要提及一种新颖的非制冷焦平面成像技术：光学读出微光机红外接收器。 关键词：红外焦平面列阵；碲镉汞；锑化铟；量子阱红外探测器 Abstract Infrared focal plane array (IRFPA) imaging technology has been matured during the passed decade. In this paper an overview of recent progress to several kind of IRFPA such as MCT, Insb and QWIP is provided , focusing on new device development, technical lines and key technologies. Also, a new type of uncooled FPA imaging technigue micro !optomechanical infrared receiver with optical readout is briefly introduced. Key words: IRFPA; MCT; Insb; QWIP 引言 红外探测器技术在20 世纪90 年代取得了飞速发展。红外焦平面列阵成像技术进入了成熟期。高性能大规格焦平面列阵已正式地应用于各种重大国家安全项目中，例如弹道导弹防御计划和重要新型武器系统。另外，新型非制冷红外焦平面技术的涌现正在促进红外技术走向第三代。美国人预言，未来几年美国红外市场将出现年均30%的连续高速增长[1]。本文简要评述了几种红外焦平面列阵器件技术的最新进展。 1. 碲镉汞红外焦平面器件 1.1器件和材料发展水平 通过调整碲镉汞(MCT)材料的组分，可以方便地调节其材料的禁带宽度，器件可以响应多个红外波段范围，因此，MCT 受到各国的高度重视。MCT 焦平面列阵器件在短波(1~3 μm)、中波(3~5μm )、长波(8~12μm )和甚长波(12~18μm )各个波段取得了全面进展。 1.1.1 短波MCT 焦平面 波音北美公司和洛克威尔科学中心合作，在替代衬底PACE-1 上生长的MCT 薄膜材料制造了大规模的焦平面列阵。低背景天文应用，代号为Hawaii-2 的器件性能参数如表1 所示[2]。多光谱遥感应用的1024*1024 元FPA，截止波长2.5 μm，在1.2*1011 phs/cm2 s 背景水平和115 K 工作温度下的平均探测率达到2.3*1013 cmHZ1/2W-1，非均匀性12.5%，量子效率74%，77 K 下平均暗电流仅为0.02 e-/s，有效像元率99.1%，100 次热循环脱焊率<0.2%[3]。