即将到来-德法
红外探测器
设计研
发部
-
平
一、红外探测器市场以及应用领域
红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领
域。
其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，
应用
最为广泛，
研究也最为成熟；远
红外的主要优点就是其穿透性，可用
于探测、加热等，
应用也比较广泛。近红外，由于其包含氢氧键、碳
< br>氢键、碳氧键等功能键的
特征吸收线。大气中的水气、二氧化碳、大
气辉光等也集中在这个波段。特
有的光谱特性使得
短波红外探测器可
以在全球气候监测、国土资源监测、天
文观测、空间遥感和国防等领
域发挥重大
作用。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。随着红外
探测技术的
飞速发展，红外探测器在军事
、民用等诸多领域都有着日益广泛
的应
用。作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，
地
位更
加重要。
小型红外探测器是受价格驱动的商品市场，
而中型和大型阵列探
测器
则是受成本和性能驱动的市场，并且为新产品提供了差异化的空
间。但是在
每种红外探测器技术（如热电
/
热电偶
/
微测辐射热计）之
间存在着巨大的障
碍。由于这些技术都是基于不同的
制造工艺，
如果
< br>没有企业合并或收购，
很难从一种技术转换到另外一种技术。
红外探测器已进入居民日常安防中，其中主动式红外探测器遇到
树
叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体
积的
物品遮挡
将发生报警。主动红外
探测器技术主要采用一发一收，
属于
线形防，现在
已经从最初的单光束发展到多光束，
而且还可以双发双
收，最大限度地降
低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。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、氧化钒和
InGaAs
等探测器，致冷型探
<
/p>
测器主要包
括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器
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<
/p>
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
<
/p>
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。
二、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
< br>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
H
类超晶格
碲镉汞
（
HgCdTe
）
、
nGaAs
、
InAs /InGaSb
H
类超晶格、
GaAs
/AIGaAs
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。常见红外探测器种类及其特点如下表
所示
:
占
小
占
小
热
探
测
器
温
差
、
< br>温
差
电
堆
受
热
膨
胀
温
差
电
效
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国外第四代空空导弹制导系统中，如美国的响尾蛇、英国阿斯拉
姆、俄罗斯
R
-73
、法国米卡红外型、德国依尔伊斯特、以色列“怪
蛇
”系
列等最新型号都采用了基于焦平面红外探测的红外制导技术
。
国产武器装备也是如此，空空导弹
中应用抗干扰型多元成像导引头，
能够高
离轴角发射，并具备超机动性；在防空导弹中采用红外成像导
引头，较好地
解决了超低空飞行引信容易误启动的情况
；在反坦克导
弹中使用了红外焦
平面成像式自导头，
配有非冷却式光电探测器，成
为非致
冷式红外成像制
导反坦克导弹。在瞄准系统、侦察夜视领域，
焦平面红外探测器也具有广泛
的应用前景。
据报道，一款夜间瞄准系
统升
级设备将用于美国海军陆战队
AH-1
眼镜蛇攻击直升机，此机
载
夜间瞄准系统是一个光电前视红外塔楼状
< br>传感器组件
，能为海军陆战
队提供远程监视、跟踪、高空目标探测、测距和激光指示
。美国海军
战斗
机专家正在更新航母起飞的
F/A-18
战斗轰炸机机载前
视红外瞄
准系统，以
达到给飞行员提
供大幅增加的目标检测和识别围、先进激
光指示能力、远离<
/p>
海岸行驶的精确评估、光电和红外成像的目的。
三、焦平面红外探测器发展现状
1
、国研究现状
国研制焦平面红外探测器主要研究机构有技术物理研究所、物理
研究
所、
44
所、高德红外等单位。技术物理研究所在碲镉汞、铟镓砷
红外
探测
器的研制方面，包括材料生长、器件工艺设计、电路设计方
面都积累了丰富