Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 红外焦平面阵列技术的发展现状与趋势（二）
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jun  1 18:47:50 2003)

2 未来的发展趋势
　　上面已叙述了进入二十一世纪以来红外焦平面技术的发展现状与趋势，2010年时的红

外焦平面阵列技术发展将是人们十分关注的课题，那么2010年时红外焦平面阵列技术的发

展将是什么结果呢？
目前先进的红外焦平面阵列技术正处在从第二代向第三代更为先进的阵列技术发展的转变

时期。各有关公司厂家着眼于2010年市场需求，正在加紧确定第三代红外焦平面阵列技术

的概念，目前各有关公司和厂家机构的注意力已转向第三代红外焦平面阵列传感器的发展

。
　　第三代红外焦平面阵列技术要满足以下几种要求：
　　·焦平面上探测器像元集成度为≥106元，阵列格式≥1K×1K，至少双色工作，
　　·高的工作温度，以便实现低功耗和小型轻量化的系统应用，
　　·非致冷工作红外焦平面阵列传感器的性能达到或接近目前第二代致冷工作红外焦平

面阵列传感器的水平，
　　·必须是极低成本的微型传感器，甚至是一次性应用的传感器。

　　第三代红外焦平面阵列传感器有下列三种：即：
　　（1）大型多色高温工作的红外焦平面阵列，探测器像元集成度≥106元，阵列格式10

00×1000，1000×2000，和4096×4096元，像元尺寸18×18μm2，目前芯片尺寸22×22mm

2，未来的芯片应更大，高的量子效率，能存储和利用探测器转换所有的光电子，自适应帧

速（480Hz），双色或多色工作，使用斯特林或热电温差电致冷器，工作在120～180K，光

响应不均匀≤0.05%，NETD≤50mk(f/1.8)，结构上单片或混合集成，可以是三维的。
　　（2）非致冷红外焦平面阵列，无须温度稳定或致冷，用于分布孔径设计，重量仅1盎

司，30mW功率，焦平面探测器元集成度≥106元，阵列格式1000×1000元，像元尺寸为25μ

m ×25μm，NETD＜10mK(f/1)，或60mK(f/2.5)，低成本、低功耗、中等性能，用于分布孔

径设计中获取实用信息。
　　（3）非致冷工作的微型传感器，焦平面探测器像元集成度仅160×120元～320×240元

，像元尺寸50μm ×50μm～25μm ×25μm，NETD＜50mK(f/1.8)，输入功率10mW以下，重

量1盎司，尺寸＜2立方英寸，低成本。

　　最终的第三代红外焦平面阵列将是极低成本的微型传感器，将占领整个红外市场，其

未来的应用将是无人操作的一次性应用传感器，如微型无人驾驶航空飞行器，头盔安装式

红外摄像机和微型机器人等。表1列出了第三代红外焦平面阵列传感器的特点。

　　表1 第三代红外焦平面阵列特征
　　高性能多色致冷传感器 高性能非致冷传感器 非致冷微型传感器
　　焦平面阵列格式 1000×10001000×20002000×20004096×4096 1000×1000 160×12

0320×240
　　像元尺寸 18μm ×18μm 1密尔×1密尔 2密尔×2密尔
　　工作波段 双色或多色 8 ×12μm
　　封装真空 高真空 中等真空 中等真空
　　制冷器 机械或热电温差制冷器 非致冷 非致冷
　　工作温度 120K～180K 室温，无需温度稳定 室温，无需温度稳定
　　目标 最大作用距离最大杂波抑制 低成本，低功耗，中等性能 一次性使用，10mW功率



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