紅外探測(cè)器的應(yīng)用環(huán)境通常比較復(fù)雜,下面主要就環(huán)境溫度對(duì)其探測(cè)性能影響進(jìn)行分析。
對(duì)于光電導(dǎo)探測(cè)器,不僅僅只有光子才會(huì)激發(fā)出載流子,溫度也會(huì)激發(fā)出載流子,但是這種熱激發(fā)對(duì)于來(lái)自目標(biāo)輻射的光子來(lái)說(shuō)是一種干擾,因?yàn)榧t外探測(cè)器的半導(dǎo)體材料中可用于激發(fā)的載流子是一定的,熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子越多,則可用于目標(biāo)輻射光子激發(fā)的載流子就越少,產(chǎn)生的電信號(hào)就會(huì)越小。
通過(guò)下列兩式可以看出對(duì)于波長(zhǎng)越長(zhǎng)的紅外探測(cè)器,其產(chǎn)生電子躍遷所需的電離能就越小,就越容易受到溫度的影響。若環(huán)境溫度太高導(dǎo)致全部載流子被激發(fā),則沒(méi)有載流子可以被光子所激發(fā),探測(cè)器將無(wú)法工作。
半導(dǎo)體材料中電子受熱運(yùn)動(dòng)會(huì)引起一定的熱噪聲,如下式:
可以看到溫度與熱噪聲的平方成正比,只有降低硫化鉛紅外探測(cè)器的工作溫度,才可以減小熱噪聲的產(chǎn)生,使探測(cè)器擁有更高的信噪比。
因此不管為了使熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子數(shù)目減到最少,還是使紅外探測(cè)器擁有高信噪比,均需要對(duì)探測(cè)器進(jìn)行制冷處理。