量子阱紅外光子探測器是由非常薄的GaAs和AlxGa1-xAs晶體層交疊而成的，在內(nèi)部形成多個量子阱。采用分子束外延技術(shù)可將GaAs和AlxGa1-xAs晶體層的厚度控制到幾分之一的分子層的精度。

  GaAs材料的帶隙為1.35電子伏特，通常不能制造波長不大于0.92微米的探測器。但量子阱內(nèi)電子可處于基態(tài)或初激發(fā)態(tài)。器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)可保證受激載流子能從勢阱頂部逸出。并在電場的作用下，被收集為光電流。

  QWIP響應(yīng)的峰值波長是由量子阱的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能級差決定的，它的光譜響應(yīng)與本證紅外探測器不同，QWIP的光譜響應(yīng)峰較窄，較陡。但它的峰值波長、截止波長可以靈活、連續(xù)地剪裁，在同一塊芯片上制造出雙色、多色的成像面陣。

  與其它光子探測器相比，QWIP獨(dú)特之處首先在于它的響應(yīng)特征可通過制造理想的束縛能級的方法來修正。改變晶體層的厚度可改變量子阱的寬度，改變AlGaAs合金中Al的分子比，可改變勢阱高度，從而在較大范圍內(nèi)調(diào)整子能帶之間的帶隙，探測器就可以響應(yīng)3至20微米的輻射。其次，它獲得真正的“無噪聲”固態(tài)光電倍增效應(yīng)。

  由于QWIP采用了GaAs生長和處理的成熟技術(shù)，可以制作成大規(guī)模的成像面陣。“度身定制”的量子阱陣列完全可以做到：每個紅外探測器具有要求的峰值響應(yīng)，并且陣列中的每一個探測器可以和一個獨(dú)立的光電倍增管相連。這樣的陣列就好像是一個大數(shù)目的光電倍增管，不同的是它有高的量子效率，可以工作在較長波長，并有較小的結(jié)構(gòu)尺寸和較低的功耗。

  量子阱探測器的缺點(diǎn)是光譜響應(yīng)峰較窄，因此，研制寬波段的紅外大規(guī)模面陣是發(fā)展趨勢，如8-14微米、100萬像素的量子阱成像面陣。可以預(yù)見，屆時紅外相機(jī)和可見光CMOS相機(jī)的差距將大大縮小。