60年代以前多為單元紅外探測器掃描成像,但靈敏度低,二維掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重。增加探測元,例如有N元組成的探測器,靈敏度增加N1/2倍,一個M×N陣列,靈敏度增長(M×N)1/2倍。
元數(shù)增加還將簡化光機掃描機構(gòu),大規(guī)模凝視焦平面陣列,不再需要光機掃描,大大簡化整機系統(tǒng)?,F(xiàn)代紅外探測器技術(shù)進(jìn)入第二、第三代,重要標(biāo)志之一就是元數(shù)大大增加。另一方面是開發(fā)同時覆蓋兩個波段以上的雙色和多光譜探測器。所有進(jìn)展都離不開新技術(shù)特別是半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)和進(jìn)步。幾項具有里程碑意義的技術(shù)有:
(1)半導(dǎo)體精密光刻技術(shù)
使紅外探測器技術(shù)由單元向多元線列探測器迅速發(fā)展,即后來稱為第一代探測器。
(2)Si集成電路技術(shù)
Si讀出電路與光敏元大面陣耦合,誕生了所謂第二代的大規(guī)模紅外焦平面陣列探測器 。更進(jìn)一步有Z平面和靈巧型智能探測器等新品種。此項技術(shù)還誘導(dǎo)產(chǎn)生非制冷焦平面陣列 ,使一度冷落的熱探測器重現(xiàn)勃勃生機。
(3)先進(jìn)的薄層材料生長技術(shù)
分子束外延、金屬有機化學(xué)汽相淀積和液相外延等技術(shù)可重復(fù)、精密控制生長大面積高度均勻材料,使制備大規(guī)模紅外焦平面陣列成為可能。也是量子阱探測器出現(xiàn)的前提。
(4)微型制冷技術(shù)
高性能探測器低溫要求驅(qū)動微型制冷機的開發(fā),制冷技術(shù)又促進(jìn)了探測器的研制和應(yīng)用。
我國紅外探測器研制從1958年開始,至今已40多年。先后研制過PbS、PbSe、Ge:Au、Ge:Hg 、InSb、PbSnTe、HgCdTe、PtSi/Si、GaAs/AlGaAs量子阱和熱釋電探測器等。 隨著低維材料出現(xiàn),納米電子學(xué)、光電一體化等技術(shù)日新月異,21世紀(jì)紅外探測器必有革命性的進(jìn)展。物理學(xué)及材料科學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的主要基礎(chǔ),現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展對物理學(xué)研究又有巨大的反作用。