中远红外探测器发展动态
军用红外技术
基础概念自然界中, 一切温度高于绝对零度摄氏-273.16 物体都不停地辐射着红外线, 这种现象称为热辐射。
红外线是一个人眼不可见光波, 它是由物质内部分子、原子运动所产生电磁辐射, 是电磁频谱一部分,其波段介于可见光和微波波段之间(0.76～1000微米)。
通常按波长把红外光谱分成4个波段:近红外（0.76～3微米）、中红外（3～6微米）、中远红外（6～20微米）和远红外（20～1000微米）。
一切物体都有其本身红外辐射特征。
为研究多种不一样物体红外辐射, 大家用理想辐射体──绝对黑体（简称黑体）作基准。
能吸收全部入射辐射而没有反射物体称为黑体。
良好吸收体肯定也是良好辐射体,所以黑体辐射效率最高, 其比辐射率定为1。
任何实际物体辐射发射量与同一温度下黑体辐射发射量之比,称为该物体比辐射率, 其值总是小于1。
物体比辐射率, 与物体材料种类、表面特征、温度、波长等原因相关。
黑体辐射特征可用普朗克定律描述, 该定律给出了黑体辐射作为温度函数光谱分布。
对某一温度, 辐射量最大波长与其温度乘积为常数, 这个关系称维恩定律（适适用于在温度较低, 波长较短范围内）。
对全部波长积分所得到总辐射量与温度四次方成正比, 这个关系称为斯蒂芬－玻尔兹曼定律。
物体发出辐射, 大都要经过大气才能抵达红外光学系统。
因为大气中二氧化碳、水汽等气体对红外辐射会产生选择性吸收和其她微粒散射, 使红外辐射发生不一样程度衰减。
大家把一些衰减较小波段, 称为大气窗口。
在0.76～20微米波段内有3个大气窗口:1～2.7微米,3～5微米, 8～14微米。
现在红外系统所使用波段, 大都限于上述大气窗口之中（大气窗口还与大气成份、温度和相对湿度等原因相关）。
因为红外系统所探测目标处于各自特定背景之中, 从而使探测过程复杂化。
所以, 在设计红外系统时, 不仅要考虑红外辐射在大气中传输效应, 还要采取抑制背景技术, 以提升红外系统探测和识别目标能力分类红外系统按工作原理, 可分为主动式和被动式两类。
关于光电导探测器的调查报告
关于光电导探测器的调查报告1.工作原理和特性利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。
所谓光电导效应，是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。
光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。
在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。
光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。
为了避免光生载流子扩散引起图像模糊，连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。
其他材料可采取镶嵌靶面的方法，整个靶面由约10万个单独探测器组成。
光电导效应是内光电效应的一种。
当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时，光子能够将价带中的电子激发到导带，从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。
这里h是普朗克常数，v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度（单位为电子伏）。
因此，本征光电导体的响应长波限λc为λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c为光速。
本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制。
在60年代初以前还没有研制出适用的窄禁带宽度的半导体材料，因而人们利用非本征光电导效应。
Ge、Si等材料的禁带中存在各种深度的杂质能级，照射的光子能量只要等于或大于杂质能级的离化能，就能够产生光生自由电子或自由空穴。
非本征光电导体的响应长波限λ由下式求得λc＝1.24/E i式中Ei代表杂质能级的离化能。
到60年代中后期，Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、PbxSn1-xSe 等三元系半导体材料研制成功,并进入实用阶段。
它们的禁带宽度随组分x值而改变，它与工作在同样波段的Ge：Hg探测器相比有如下优点：①工作温度高（高于77K），使用方便,而Ge:Hg工作温度为38K。
②本征吸收系数大,样品尺寸小。
③易于制造多元器件。
2.常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有：CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等;在近红外波段有：PbS、PbSe、InSb、Hg0.75Cd0.25Te等;在长于8微米波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等；CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。
红外伪装技术
常见的红外电致变发射率材料有导电高分子和三氧
化钨（WO3)。美国Eclipse Energy Systems公司生 产的Eclipse VEDTM能耗仅为0.1mW/cm，量为 5g/m，在8 m处发射率最大变化量可达0.9 。
24
编号 1 2 3 4
电致变发射率器件结构 Au/NiO/Ta2O5/c-WO3/金属栅 玻璃/ITO/NiO/(AMPS/DMA)/c-WO3/硅片 玻璃/铝层/a-WO3/a-Ta2O5/c-WO3/铝制栅 玻璃/ITO/c-WO3
沙漠迷彩
变形迷彩
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按颜料类别分，主要有以下四种： (1)铬酸铅系涂料。 (2)三氧化铬系涂料。 （3）芘四酸酐衍生物系涂料。 (4)偶氮化合物系涂料。
三氧化铬的反射率曲线
组成 三氧化铬 氧化铁黄 氧化铁红 二氧化钛 硅酸镁 硅烷醇酸树脂
质量分数 0.2282 0.0375 0.0132 0.1843 0.1320 0.3035
Al箔片（Φ =10μ m）、炭黑、 商业无色聚氨酯漆
2 3
Tschulena G (1981年)
灰色(RAL7000)ε =0.5 ε =0.16
Calvert R L (1984年） Al箔片（Φ =70μ m）0.50醇酸 树脂
4
Hugo G (1986年)
Al丁基橡胶/溶解的颜色
绿色，颜色可调， ε （3~5)μ m=0.45 ε （8~14)μ m=0.55
发射率变化范围 0.057~0.059（2~13.8μm） 0.60~0.68(1~30μm) 0.40~0.59(2~40μm) 0.261~0.589(1.5~20μm)
5 6 7
ITO 玻璃/NiVxOyHz/ZrO2/a-WO3/铝制栅 Au/RFS-WO3 Eclipse VEDTM : 聚酰亚胺 （Kapton） /RE/EC/EL/IS/TE
红外技术的发展及其在航空中的应用
红外技术的发展及其在航空中的应用红外技术的发展红外技术发展的先导是红外探测器的发展。
1800年：F·W·赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。
1830年以后：相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。
在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。
19世纪：科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。
它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。
20世纪初开始：测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。
30年代：首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。
40年代初：光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构牢靠。
50年代：半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。
到60年初期：对于1～3、3～5和8～13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。
在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。
60年代中叶：60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。
1.在1～14微米范围内的探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。
2.红外探测器的工作波段从近红外扩展到远红外。
3.轻小型化。
非致冷、集成式、大面阵红外探测器方向发展。
4.红外探测系统从单波段向多波段发展。
在红外技术的发展中，需要特别指出的是：60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，很多重要的激光器件都在红外波段，其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术，使雷达和通信都可以在红外波段实现，并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。
在此之前，红外技术仅仅能探测非相干红外辐射，外差接收技术用于红外探测，使探测性能比功率探测高好几个数量级。
装甲车辆红外隐身技术的发展趋势
装甲车辆红外隐身技术的发展趋势简述了装甲车辆红外隐身的机理，分析了装甲车辆红外隐身的基本措施，综述了国内外装甲车辆红外隐身技术的研究现状，概括了新型红外隐身材料的发展，指出装甲车辆红外隐身技术的发展趋势是研制多功能涂料、发展复合型隐身材料、开发新型智能隐身系统、加强多种隐身技术的综合。
0 引言随着军事科学技术的迅速发展，现代红外侦察、瞄准技术已达到相当高的水平。
光电成像卫星可获得分辨率为0.1 m的可见光图像和红外图像，并可在全暗的条件下拍摄地面目标，特别适于监视坦克、装甲车辆、机动式弹道导弹的动向。
精确制导武器的大量使用，使杀伤手段向“发现即命中”方向发展。
不被发现成为生存第一要素，要提高军事目标的生存能力，就要降低被探测和发现的概率。
各国使用的精确制导武器中，红外(含热寻的)制导占了60 %，使各种军事目标和武器装备的安全受到严重威胁。
因此，以降低装备红外特征和削弱敌方红外探测效能为宗旨的红外特征抑制技术，受到了世界各国军事科学家们的高度重视，并迅速发展。
装甲车辆是机械化部队的主要装备，在未来高科技战争中具有举足轻重的作用。
随着红外探测技术，尤其是红外成像技术的飞速发展，装甲车辆红外辐射特征抑制技术研究已经成为热点之一[1-3]。
文中对装甲车辆红外隐身主要技术进行了综合评述，介绍了新型隐身材料，并探讨了装甲车辆红外隐身技术的发展趋势。
1 装甲车辆红外隐身技术的发展红外线(0.78～1 000 μm)与物体温度密切相关，具有波长长，穿透大气烟雾的能力强，能揭示常规伪装的特点，在军事上倍受关注。
大气的红外窗口为1～2.7 μm、3～5 μm、8～14 μm，大部分探测器工作波长都集中在这3个波段内，其中，红外制导用的探测器工作波段在3～5 μm，热成像系统的工作波段则扩展到8～14 μm[4]。
装甲车辆红外隐身技术就是对装甲车辆进行处理，设法减少或消除装甲车辆与背景之间的亮度差别或温度差别，使装甲车辆与背景的红外线特征相适应。
高精度中远红外辐射定标技术研究
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基于声子极化激元的中远红外光场调控
基于声子极化激元的中远红外光场调控基于声子极化激元的中远红外光场调控是一种利用物
质内部集体激发模式——声子极化激元来操纵和控制中远
红外波段光场传播、聚焦、增强以及相互作用的技术手段。
声子极化激元是由电磁场与物质晶格相互作用产生的
准粒子，其能量处在红外至太赫兹频段，主要表现为局域化的电磁场增强效应。
在纳米尺度下，金属或半导体纳米结构（如金属颗粒、超材料结构、二维材料等）能够支持声子极化激元，实现对中远红外光场的高度局部化和增强。
通过设计和优化这些纳米结构，科学家们可以在中远红外波段实现以下功能：
1. 光场的高效捕获和增强：利用声子极化激元的局域场增强效应，可以将光场集中在一个非常小的空间区域内，提高探测器的灵敏度或驱动化学反应。
2. 超分辨率成像：突破衍射极限，实现纳米级别的超高分辨光学成像。
3. 光谱调控：改变材料的光学响应特性，实现特定波长的选择性吸收、反射和透射。
4. 光通信与传感：利用声子极化激元对光场的调控能力，发展新型的光通信器件和传感器件。
因此，基于声子极化激元的中远红外光场调控技术在纳米光子学、超分辨率成像、光电子学、分子检测等领域具有广阔的应用前景。
锑化物Ⅱ类超晶格中远红外探测器的研究进展
第４４卷 第６期２０２０年１１月激 光 技 术ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４４，Ｎｏ．６Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０２０ 文章编号：１００１ ３８０６（２０２０）０６ ０６８８ ０７锑化物Ⅱ类超晶格中远红外探测器的研究进展谢修敏１，徐 强１，陈 剑１，周 宏２，代 千１，张 伟１，胡卫英１，宋海智１，３（１．西南技术物理研究所，成都６１００４１；２．中国兵器科学研究院，北京１０００８９；３．电子科技大学基础与前沿研究院，成都６１００５４）摘要：基于锑化物Ⅱ类超晶格结构的中远红外探测器，由于其优异的性能而受到广泛的关注和研究。
综述了锑化物Ⅱ类超晶格中远红外探测器的探测机理、材料结构、器件性能和当前的应用情况，介绍了其在中远红外雪崩光电探测器领域的研究现状。
锑化物Ⅱ类超晶格探测器的部分性能指标已接近、甚至超过了碲镉汞探测器，并在部分红外装备上得到了应用。
而基于锑化物Ⅱ类超晶格的雪崩光电探测器件在中远红外弱光探测领域尚处于起步阶段，与碲镉汞探测器相比还有很大差距，但同时也呈现出了巨大的发展潜力。
关键词：探测器；锑化物；Ⅱ类超晶格；中远红外；雪崩光电探测器中图分类号：ＴＬ８１４；Ｏ４７５ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０ ７５１０／ｊｇｊｓ ｉｓｓｎ １００１ ３８０６ ２０２０ ０６ ００７Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｂａｓｅｄｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｍｉｄ ａｎｄｌｏｎｇ ｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓＸＩＥＸｉｕｍｉｎ１，ＸＵＱｉａｎｇ１，ＣＨＥＮＪｉａｎ１，ＺＨＯＵＨｏｎｇ２，ＤＡＩＱｉａｎ１，ＺＨＡＮＧＷｅｉ１，ＨＵＷｅｉｙｉｎｇ１，ＳＯＮＧＨａｉｚｈｉ１，３（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｃａｄｅｍｙｏｆＭａｃｈｉｎ ｅｒｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８９，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｎｄＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｄ ａｎｄｌｏｎｇ ｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｈａｓｄｒａｗｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｄｕｅｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｅｖｉｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｉｎｍｉｄ ａｎｄｌｏｎｇ ｉｎｆｒａｒｅｄａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓｉｓａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｏｍｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｔｈｅａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓｈａｖｅａｐｐｒｏａｃｈｅｄ，ｏｒｅｖｅｎｅｘｃｅｅｄｅｄｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅＨｇＣｄＴｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｓｕｃｈｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｏｍｅｉｎｆｒａｒｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅａｒｅｓｔｉｌｌｉｎｔｈｅｉｒｉｎｆａｎｃｙｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｉｄ ａｎｄｌｏｎｇ ｉｎｆｒａｒｅｄｗｅｅｋｌｉｇｈｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｔｈｅｙｓｈｏｗｇｒｅａｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＨｇＣｄＴｅａｖａｌａｎｃｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ；ａｎｔｉｍｏｎｉｄｅ；ｔｙｐｅ Ⅱｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ；ｍｉｄ ａｎｄｌｏｎｇ ｉｎｆｒａｒｅｄ；ａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ 基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１７ＹＦＢ０４０５３０２）；四川省重大科技专项课题资助项目（２０１８ＴＺＤＺＸ０００１）作者简介：谢修敏（１９８８ ），男，工程师，现主要从事光电探测器和表面等离子激元研究。
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中远红外探测器发展动态1 红外光电探测器的的历史红外探测成像具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用按照探测过程的物理机理，红外探测器可分为两类即热探测器和光电探测器。
光电探测器的工作原理是目标红外辐射的光子流与探测器材料相互作用，并在灵敏区域产生内光电效应。
因具有灵敏度高、响应速度快的优点，光电探测器在预警、精确制导、火控和侦察等红外探测系统中得到广泛应用。
红外焦平面阵列可探测目标的红外辐射，通过光电转换、电信号处理等手段，可将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，是集光、机、电等尖端技术于一体的红外光电探测器H。
目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。
红外光电探测器研究从第一代开始至今已有40余年历史，按照其特点可分为三代。
第一代(1970s～1980s)主要是以单元、多元器件进行光机串／并扫描成像，以及以4×288为代表的时间延迟积分(TDI，time delay integration)类扫描型(scanning)红外焦平面列阵。
单元、多元探测器扫描成像需要复杂笨重的二维、一维扫描系统结构，且灵敏度低。
第二代红外光电探测器是小、中规格的凝视型(staring)红外焦平面列阵。
M×N凝视型红外焦平面探测元数从1元、N元变成M×N元，灵敏度也分别从l与N1/2增长M×N1/2倍和M1/2。
而且，大规模凝视焦平面阵列，不再需要光机扫描，大大简化整机系统。
目前，正在发展第三代红外光电探测器。
探测器具有大面阵、小型化、低成本、双色(two-color)与多色(multi-color)、智能型系统级灵巧芯片等特点，并集成有高性能数字信号处理功能，可实现单片多波段融合高分辨率探测与识别。
因此，本文将重点综述三代红外光电探测器的材料体系及其研究现状，并分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。
2 三代探测器的材料体系与发展现状红外光电探测器的材料很多，但真正适于发展三代红外光电探测器，即响应波段灵活可调的双色与多色红外焦平面列阵器件的材料则很少。
目前，主要有传统的HgCdTe和QWIPs，以及新型的二类SLs和QDIPs，共四个材料体系。
作为长波红外(LWIR)，特别是双色与多色红外的光电探测材料，它们的主要特性如表1所示。
下面对三代红外光电探测器的四个材料体系及其各自的发展现状进行简单地介绍。
表1 HgCdTe、二类超晶格和量子阱作为长波红外探测材料的主要特性2．1 HgCdTe材料及其三代红外探测器HgCdTe红外光电探测器现已广泛应用于预警卫星、侦察、制导、遥感和天文等领域。
由于，HgCdTe外延薄膜生长技术已趋于成熟，用分子束外延(MBE)或金属有机化合物气相沉积(MOVPE)等技术可以制备多层或更加复杂的器件结构，能获得适于三代双色、多色红外光电探测器发展需要的HgCdTe多层异质结材料。
国际上知名研究机构有美国DRS、Raytheon、法国Sofradir、英国SELEx和德国AIM等，已研制、生产的高水平商用碲镉汞红外焦平面探测器有：长波640×480、中波2048×2048、短波4096×4096、双色／双波段1280×720。
表2是美国Raytlleon、法国Sofradir和英国SELEx公司报道的相同像素规格、响应波段与像元尺寸的单色和双色红外光电探测器性能情况。
表2双色HgCdTe红外焦平面探测器性能表最近，英国SELEx公司报道了硅基HgCdTe双色探测器和砷化镓基HgCdTe三色红外光电探测器的研究进展。
硅基HgCdTe双色探测器规模为320×256，中波与长波截止波长为5μm/9.5μm，噪声等效温差(NETD)分别为16．6 mK／32．8 mK，有效像元率分别为99．4％/98．2％。
三色红外光电探测器是由采用MOVPE 在砷化镓(GaAs)衬底上生长的N-P-P—p—n型多层异质结HgcdTe薄膜材料，通过微台面列阵隔离、表面钝化与金属化层制作以及铟柱列阵制备来获得的。
三色红外光电探测器是在两个背靠背光电二极管的双色红外光电探测器的中间势垒区增加一个响应居中波段(IM，intermediate wavelength)的有源区。
短波、长波工作是其相应光电二极管在小反偏下来实现的。
当电子势垒在短波光电二极管大反偏下被降低时，IM有源区光生少数载流子能从IM有源区注入到短波光电二极管，从而实现居中波段工作，进而实现红外光电探测器的三色探测。
HgCdTe三色红外光电探测器的性能，与两个背靠背光电二极管中间势垒区的掺杂浓度水平，以及势垒和短波光电二极管结区之间相对位置有密切的关系。
目前，MOVPE、分子束外延(MBE)可精确控制纵向的组分变化、原位掺杂浓度以及各种过渡区相对位置，能实现三色、四色探测的HgCdTe多层异质结材料生长。
2．2 QWIPs材料及其三代红外探测器QWIPS利用量子阱中能级电子跃迁原理实现目标的红外辐射探测，其探测波长可覆盖6—20um。
由于材料和器件工艺成熟、产量高、成本低，经过近15年的快速发展，已成为长波致冷型红外焦平面器件的两大主要分支之一。
基于“能带工程”和“波函数工程”获得的量子阱材料，能级结构可“柔性裁减”的QⅥPS非常适合于发展双色、多色的红外焦平面列阵器件。
目前，美国和英、法、德、瑞典等欧洲发达国家已研制出全电视制式的640×512(包含640×480)长波红外焦平面器件和中等规模的320×240(包含256×256，384×288格式)双色器件产品。
美国NAsA／ARL联合研制的大面阵1024×1024长波红外焦平面和NASA／JPL研制的1024×1024双色、640×512四色红外焦平面，代表了当前GaAs／A1．GaAs量子阱红外探测器的最高研究水平。
2009年，美国国家航空航天局(NASA)下属的喷气推进实验室(JPL，Jet Pmpulsion Laboratory)，报道了1024X1024规格、30um像元的中波/长波双色红外焦平面列阵的性能，技术参数是在68 K制冷、f/2视场角和300 K背景下获得的。
MWIR和LWIR的响应波段分别为3．5—5．5um和6．5—9．Oum，噪声等效温差(NETD)分别为27 mK和40 mK，有效像元率分别为99％和97．5％。
2002年，喷气推进实验室(JPL)研制出640×512四色焦平面，探测波段分别位于4—6um、8．5—10um、10～12um和13—15um。
每个像元内的四色探测在空间上是横向错位排列的。
四个波段背景限温度分别为40 K，50 K，60 K，120 K(f/5朋视场角、300 K背景)，NETD分别为21．4 mK，45．2 mK，13．5 mK，44．6 mK(40 K)。
2．3 二类sLs材料及其三代红外探测器InAs／GaSb二类SLS红外光电探测器具有一些独特的优点，是HgCdTe和GaAs ／AlGaAs量子阱材料之外的新一代红外探测器材料，也是近年来颇受关注的面向第三代焦平面器件技术的发展方向之一。
首先，通过调节二类SLS中InAs势阱的宽度或采用GaInSb势垒能控制二类SLS结构的有效带隙，红外探测器响应波长能覆盖3—20um整个范围。
其次，InAs／GaSb二类SLS对红外辐射的吸收是基于重空穴子带至电子子带的跃迁，即带间子带跃迁，探测器无需光栅耦合就能工作，在大大降低了器件制备的难度同时又提高了探测器的量子效率。
并且带间子带跃迁也决定了InAs／GaSb二类SLS红外光电探测器是光伏型探测器，无需外加大的偏压。
最后，通过降低InAs／GaSb二类SLS红外光电探测器的暗电流，可提高探测器的工作温度和灵敏度，同时可以利用Ⅲ一V族半导体材料较为成熟的材料技术和器件工艺，能降低红外光电探测器的成本。
二类SLs探测材料具有响应波长可调节的优点，也非常适合于发展双色、多色的红外焦平面列阵器件。
光伏型二类SLS红外光电探测器具有很高的量子效率，可以减少积分时间。
例如，德国Fraunhofer应用物理研究所研制的256×256中波二类SLs红外光电探测器，5 ms积分时间时NETD为11．1 mK，而积分时间为1 ms时NETD也能达到25 mK。
320×256规格、30um像元的长波二类SLS红外光电探测器，0．23 ms积分时间时NETD为33 mK(f/2视场角、300 K背景)。
这些技术参数性能基本达到HgCdTe 的水平。
最近，雷声公司和JPL实验室获得了640×512规格的二类SLs中波红外焦平面探测器。
2009年，报道了384×288规格、40um像元的InAs／Gasb二类SLS双色红外焦平面探测器。
两个波段NETD分别为29．5 mK(3．4um一4．1um)和16．5mK(4．1um～5．1um)(73 K制冷、2．8 ms积分时间、f/2视场角和300 K背景)。
2．4 QDIPs材料及其三代红外探测器量子点又称“人造原子”，目前量子点作为提高电子与光电子器件性能的一种手段，已经被广泛应用。
量子点的尺寸很小，通常只有10 nm，因此其具有独特的三维光学限制特性。
与量子阱红外光电探测器相比，量子点红外光电探测器具有无需制作表面光栅就能响应垂直入射的红外光照射，以及工作温度更高等优势。
目前，量子点红外光电探测器的研究主要集中于在量子阱中嵌入量子点(DWELL，dot—in—a-well)的异质结构。
因此，DWELL异质结构的红外探测器兼备了传统QWIPs和QDIPs的特点。
一方面，与量子点红外光电探测器一样，在正入射时不需要光栅或光耦合，并具有较高的工作温度。
另一方面，可以通过共同控制QDs(Quantum Dots)尺寸、形状、应变和材料组分，以及QWs(Quantum Wells)尺寸来灵活调节DWELL异质结构红外光电探测器的响应波长。
而且，QDIPs器件的光谱响应波段具有偏压选择特性，可在MWIR、LWIR以及甚长红外波段(VL-WIR，>14um)的光谱范围内实现双色、多色探测，非常适合于发展三代以及未来新一代红外光电探测器。
最近，报道的640×512规格、8．1um截止波长的DWELL结构光电探测器，其NETD为40 mK(60 K工作温度，V B=-350 mV。
f/2视场角，30 Hz帧频和300 K背景)。