碲镉汞高温中波红外探测器的制备研究
红外探测技术及红外探测器发展现状
红外探测技术及红外探测器发展现状 中国安防行业网2014/7/25 14:10:00 关键字：红外,探测技术,发展现状浏 览量：6731 一、技术现状 红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。 其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟，甚至可以分析物质的分子组成； 远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。 只有近红外，由于其强度小，穿透力一般，故长期以来没有引起重视，只是近些年来才成为研究热点，因为用近红外技术可以做某些成分的定量检测，最关键的是还不必破坏试样。 （一）技术优势 红外技术有四大优点：环境适应性好，在夜间和恶劣天候下的工作能力优于可见光；隐蔽性好，不易被干扰；由于是靠目标和背景之间、目标各部分的温度和发射率差形成的红外辐射差进行探测，因而识别伪装目标的能力优于可见光；红外系统的体积小，重量轻，功耗低。 （二）制约因素 目标的光谱特性；探测系统的性能；目标和探测口之间的环境和距离——这三大因素是红外技术发展过程中需要解决的主要问题。例如：为充分利用大气窗口，探测器光谱响应从短波红外扩展到长波红外，实现了对室温目标的探测；探测器从单元发展到多元，从多元发展到焦平面，上了两大台阶，相应的系统实现了从点源探测到目标热成象的飞跃；系统从单波段向多波段发展；发展了种类繁多的探测器，为系统应用提供了充分的选择余地。 （三）国内领先技术 红外探测器芯片一直受制于西方政府和供应商。为打破国外技术垄断，2012年4月，高德红外用2.4亿元超募资金实施“红外焦平面探测器产业化项目”。2014年2月25日，高德红外公告，公司“基于非晶硅的非制冷红外探测器”项目成果已获湖北省科技厅鉴定通
红外探测器高性能读出电路的研究
收稿日期：2009-03-30；修订日期：2009-05-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目（60806010） 作者简介：姜俊伟（1986-），男，安徽阜阳人，硕士生，主要研究方向为光电探测器集成电路设计。Email:lxjjw2003@https://www.360docs.net/doc/b18344096.html, 导师简介：赵毅强(1964-)，男，河北辛集人，教授，博士，主要从事集成电路设计和红外系统方面的研究。Email:yq_zhao@https://www.360docs.net/doc/b18344096.html, 第38卷第5期 红外与激光工程2009年10月 Vol.38No.5 Infrared and Laser Engineering Oct.2009 红外探测器高性能读出电路的研究 姜俊伟，赵毅强，孟范忠，郭 莹 （天津大学电子信息工程学院专用集成电路设计中心，天津300072） 摘 要：设计了一种高性能电容反馈跨阻放大器（CTIA ）与相关双采样电路（CDS ）相结合的红外 探测器读出电路。该电路采用CTIA 电路实现对微弱电流信号的高精度读出，并通过CDS 电路抑制 CTIA 引入的固定模式噪声（FPN ），最后采用失调校正技术减小CDS 引入的失调，从而减小了噪声对电路的影响，提高了读出电路的精度。采用特许半导体(Chartered)0.35μm 标准CMOS 工艺对电路进行流片，测试结果表明：在20pA ～10nA 范围内该电路功能良好，读出精度可达10bit 以上，线性度达 97%，达到了设计要求。该读出电路可用于长线列及面阵结构红外探测系统。 关键词：电容反馈跨阻放大器；相关双采样电路； 固定模式噪声； 失调校正技术 中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2009)05-0787-05 High performance readout integrated circuit for IR detectors JIANG Jun 蛳wei,ZHAO Yi 蛳qiang,MENG Fan 蛳zhong,GUO Ying (ASIC Design Center,School of Electronic and Information Engineering,Tianjin University ，Tianjin 300072，China) Abstract:A kind of readout integrated circuit (ROIC)for long linear IR detectors,composed of capacitor feedback trans 蛳impedance amplifier (CTIA)and correlated double sample (CDS)circuit,was proposed.The readout accuracy of weak current signal was obviously improved by the CTIA circuit.Besides,in order to reduce the fixed patten noise (FPN)induced by CTIA,CDS circuit with offset calibration technique was utilized.By employing the above techniques,the influence of noise on this circuit was greatly reduced.Meanwhile the precision of the ROIC was improved.The final ROIC chip was fabricated with Chartered 0.35μm standard CMOS processing.Test results show that the readout accuracy could reach up to 10bit during the current varied from 20pA to 10nA,and the linearity could reach up to 97%,which was in perfect accordance with the specification.The ROIC could be applied in long linear and staring array IR detectors systems. Key words:CTIA; CDS; FPN; Offset calibration technique 0引言 近年来，红外探测系统被广泛地应用于工业控制、医疗诊断、环境监测、资源探测、军事侦察和航空 航天等领域[1]，集成化、微型化红外探测系统正成为发展趋势。由于红外探测器输出信号十分微弱，读出电路的性能优劣直接影响系统的灵敏度和动态范围，因此，宽探测范围下微弱信号的高精度读出是红外探
双鉴红外探测器工作原理
微波—被动红外复合的探测器，它将微波和红外探测技术集中运用在一体。在控制范围内，只有二种报警技术的探测器都产生报警信号时，才输出报警信号。它既能保持微波探测器可靠性强、与热源无关的优点又集被动红外探测器无需照明和亮度要求、可昼夜运行的特点，大大降低探测器的误报率。这种复合型报警探测器的误报率则是单技术微波报警器误报率的几百分之一。简单的说，就是把被动红外探测器和微波探测器做在了一起，主要是提高探测性能，减少误报。除此之外，市场上也有把微波和主动红外、振动探测器、声音探测器等组合的产品，大家可参考说明书了解。 被动红外探测技术是一探测人体红外辐射与背景物体（墙、家具、树木、地形等）红外辐射相比较而产生的差异部分依据的，背景红外辐射量往往是微弱而稳定的。入侵者（包括各种动物在内）的红外辐射量往往是大的，可以引起警报信号。如果只用一种技术进行探测，各种动物（如狗、猫、老鼠等）及各种非动物的红外辐射源（如暖气、强灯光、太阳光等）往往也会引起警报的，这种报警是符合工作原理的，专门从事双技术探测器研究的科研人员，将微波探测技术和被动红外探测技术组合在一个机壳里构成一种入侵探测器。组成的这种双技术探测器，都选用了不同的工作原理的两种技术组合在一起，使从工作原理上无法避免的误报警的到了抑制。因为双技术探测器要求两种技术都提供报警信息时，才提供一个触发报警信息。其中任何一种提供报警信息，都不触发报警。因此使误报问题得到有效的控制，同时也扩大了探测器的使用范围 微波红外复合探测器的内部结构 下图中是一款有线红外微波复合探测器，其中最上端部分为信号接收、信号处理、信号输出部分；中间为微波探测，下端为红外探测；
中远红外探测器发展动态
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
芯片红外焦探测器
芯片红外焦探测器 根据红外焦平面阵列芯片的组成方式红外焦平面探测器的渎出电路和信号处理电路通常集成在同一硅片上，要求读出电路具有高电荷容量、高转移效率、低噪声和低功耗。读出电路最常用的KEMET有CCD和CMOS两种工艺。CCD工艺的优点是响应均匀、噪声低；CMOS工艺的优点是转移注入效率高、抑制红外(直流）背景能力强、响应动态范围大、功耗小（工作电压低）、漏电流小、速度快、集成度更高、外引线更少，成品率高、成本更低，易于与红外探测器芯片工艺集成等，因此CCD与CMOS T艺成为红外焦平面探测器读出电路的主要工艺方法。信号处理电路功能包括增益控制、背景抑制、抗光晕等。而红外焦平面探测器应用中还要进行的非均匀校正、盲元填充等功能要由其他外围电路去完成。 一：红外焦平面探测器的介绍： 将红外辐射能转换为电能或其他物理量的器件称为红外探测器。红外探测器 分为红外光量子探测（光电伏特效应，光伏型）和热探测（热电效应，最常见光导型）二类，当前高性能红外焦平面探测器主要是量子效率较高的光伏型探测器。根 据大气对红外辐射透射率窗口，TDK电感红外探测器覆盖的红外波段为短波、中波、长波和超长波。 从1956年开始，以美国生产非制冷的硫化铅红外探测器（工作波段1～3μm）为导引的“响尾蛇”空空导弹为标志，红外探测器的军事应用进入了飞速发展阶段。首先是对化铅探测器进行制冷，大大提高了探测灵敏度；相继又出现了锑化铟、碲 镉汞等多种新材料、多响应元及不同排列方式（线列、面阵）等构成多品种的实用 均红外探测器，冉加适当的光机电扫描获得红外图像信息，实现了全天时昼夜红外 成像，于红外成像侦察、成像制导等武器装备，可实时获取战场情报、对来袭目标 告警，并大大提高武器打击精度，是带动现代战争模式变革的主要技术因素之一。 随着探测器像元规模的断扩大，需要的信号放大和处理电路（一般在非制冷环境） 数量也越来越多，其引线数、体积、重量、耗电量、参数一敛性和可靠性等因素使 得探测器像元不得不控制在一定的围内（一般在200元以下），严重制约了红外探
红外探测器原理
红外探测器原理 安防2007-10-16 10:17:07 阅读888 评论3 字号：大中小订阅 被动红外探测器 凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。而任 何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波 长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。 近红外：波长范围0.75～3μm 中红外：波长范围3～25μm 远红外：波长范围25～1000μm 人体辐射的红外光波长3～50μm，其中8～14μm占46%，峰值波长在9.5μm。㈠被动红外报警探测器 在室温条件下，任何物品均有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。我们之所以称为被动红外，即探测器本身不发 射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。探测器安装后数秒种已适 应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体 红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报 。被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。 被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警 控制器等部分组成。其核心是不见是红外探测器件，通过关学系统的配合作用可 以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。红外传感器的探测波长范围是8～14μm，人体辐射的红外峰值波长约为10μm，正好在范围以内． 被动式红外探测器（Passive Infared Detector，PIR）根据其结构不同、警 戒范围及探测距离也有所不同，大致可以分为单波束型和多波束型两种。单波束PIR采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。这种方式的探测器境界视场角较窄，一般在5°以下，但作用距离较远，可长达百米。因此又称为直线远距离控制型被动红探测器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采 用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。这种透镜是用特殊塑料一次成
各种探测器介绍说明资料讲解
报警系统由哪几部分组成？ 简单的报警系统由前端探测器、中间传输部分和报警主机组成。大一些的系统也可将探测器和报警主机看做是前端部分，从报警主机到接警机之间是传输部分，中心接警部分看做是后端部分。 报警系统按信息传输方式不同，可分哪几种？ 按信息传输方式不同，从探测器到主机之间可分为有线和无线2种。从主机到中心接警机之间也可分为有线和无线2种，其中有线系统还可分为基于电话线传输和基于总线传输2种类型。 探测器分为哪几种类型？市面上常见的有哪些类型？ 红外、微波、震动、烟感、气感、玻璃破碎、压力、超声波等等。其中红外探测器还可分为主动红外和被动红外，烟感还可分为离子式和光电式。市面上常见的有红外探测器（被动红外）、对射、栅栏（主动红外）、双鉴探测器、震动探测器、玻璃破碎探测器。 主动红外探测器的工作原理？ 主动红外探测器由红外发射器和红外接收器组成。红外发射器发射一束或多数经过调制过的红外光线投向红外接收器。发射器与接收器之间没有遮挡物时，探测器不会报警。有物体遮挡时，接收器输出信号发生变化，探测器报警。 被动红外探测器工作原理？ 被动红外探测器中有2个关键性元件，一个是菲涅尔透镜，另一个是热释电传感器。自然界中任何高于绝对温度（-273o）的物体都会产生红外辐射，不同温度的物体释放的红外能量波长也不同。人体有恒定的体温，与周围环境温度存在差别。当人体移动时，这种差别的变化通过菲涅尔透镜被热释电传感器检测到，从而输出报警信号。 微波探测器工作原理？ 微波探测器应用的是多普勒效应原理。在微波段，当以一种频率发送时，发射出去的微波遇到固定物体时，反射回来的微波频率不变，即f发=f收，探测器不会发出报警信号。当发射出去的微波遇到移动物体时，反射回来的微波频率就会发生变化，即f发≠f收，此时微波探测器将发出报警信号。 什么是双元红外探测器？什么是四元红外探测器？
双鉴探测器的原理及应用
双鉴探测器的原理及应用 所谓双鉴探测器，是指将两种不同技术原理的探测器整合成一体，当两种探测器都报警时才发出报警的装置。该类探测器是入侵探测器的一种，它兼具两种探测器的优点，误报警率显著降低。 目前，市面主流的双鉴探测器是用微波（或超声波）和被动红外等两种技术复合的探测器。本文介绍双鉴探测器的原理，探讨了导致失效或误报警的原因。 1 原理概述 1.1 微波（或超声波）探测的原理 微波探测是利用“多普勒效应”实现目标探测。 1）多普勒效应 1842年，奥地利科学家多普勒发现：当声音、光和无线电波等振动源相对于观测者运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。这种效应被称为“多普勒效应”。 由“多普勒效应”引起的频率变化叫做“多普勒频移”，它与相对速度成正比、与振动的频率成反比，这被称为多普勒原理。 2）微波（或超声波）探测的原理 微波探测的原理是，探测器持续发射微波，并接收发射回来的微波信号。当探测区有目标移动时，利用多普勒原理，即可实现目标探测。 微波探测器的灵敏度取决于： ●目标的移动速度； ●目标的外形大小； ●目标发射能力； ●目标与探测器之间的距离 微波探测器会根据频率改变的大小来产生相应强度的探测信号。一般来说，探测灵敏度取决于目标的外形大小以及与探测器的距离。目标越大，距离越短，探测灵敏度就越高。 图1 微波探测器的原理效果
1.2 PIR（被动红外探测）的原理 被动红外探测简称为PIR（Passive Infrared Detection），是利用红外辐射特性，感应移动物体与背景物体的温度差异，从而实现目标探测。在移动物进入探测区域前，现场红外辐射稳定不变，一旦有移动物体进入，则会通过光学系统，将红外线辐射聚到热释电红外传感器上，使其输出比前期更强的电信号，而发出警报。 1）红外辐射特性 任何物体，其自身温度只要高于绝对零度（即0K，或-273.15℃），就会不停地产生热辐射，而温度低于1725°C的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域。不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此，红外波长与温度的高低是相关的。 由于物体本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。 ●近红外（波长范围0.75μm～3μm） ●中红外（波长范围3μm～25μm） ●远红外（波长范围25μm～1000μm） 2）人体的红外辐射特征 在室温条件下，任何物品均有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。 人体辐射的红外光，其波长在3μm～50μm范围内，其中8μm～14μm占46%，峰值波长在9.5μm。 3）被动红外探测的工作原理 公元前300年，人们就发现热释电效应。所谓热释电效应，是指晶体随温度的变化，而在晶体表面产生电荷聚集的物理现象，并且该种材料自发极化的强度随温度的变化而变化。 关于热释电效应的最早记录，是电气石吸引小物体。热释电的现代名称是英国物理学家D.布儒斯特在1824年引入的。 被动红外探测（PIR）主要有热释电红外传感器和光学系统等两个关键元件。 ●热释电红外传感器：可以将波长为8μm～12μm之间的红外信号变化转变为电信号，对其 他波长的白光信号具有抑制作用。而人体辐射正好在这个范围内，可以较好地识别出人。 ●光学系统一般有反射镜和菲涅尔透镜等两种。其中，菲涅尔透镜有两个作用。一是聚焦作 用，将红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上；二是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这 样PIR就能产生变化的电信号。 被动红外探测器的灵敏度取决于背景的表面面积、目标的表面面积、目标的速度以及探测器的距离。 图2 PIR探测器的原理效果
红外探测器原理与应用
主动红外探测器原理与应用 一、主动红外探测器组成与工作原理 主动红外入侵探测器是由主动红外发射机和主动红外接收机组成。探测器利用发射机发车红外射线，由接收机接收。当发射机与接收机之间的红外光束被完全遮断或按给定百分比遮断时，产生报警信号。 主动红外发射机通常采用红外发光二极管作光源，其主要优点是体积小、重量轻、寿命长，交直流均可使用，并可用晶体管和集成电路直接驱动。现在的主动红外入侵探测器多数是采用互补型自激多谐振荡电路作驱动电源，直接加在红外发光二级管两端，使其发出经脉冲调制的、占空比很高的红外光束，这既降低了电源的功耗，又增强了主动红外入侵探测器的抗干扰能力。 主动红外接收机中的光电传感器通常采用光电二极管、光电三极管、硅光电池、硅雪崩二极管等，按GBl0408.4—2000《入侵探测器第4部分：主动红外入侵探测器》规定：“探测器在制造厂商规定的探测距离工作时，辐射信号被完全或按给定百分比遮光的持续时间大于40ms时，探测器应产生报警状态。”目前市售的主动红外入侵探测器均给出最短遮光时间范围。例如：某品牌的主动红外入侵探测器最短遮光时间范围是30ms—600ms。给出一个范围的原因是不同的使用部位可以设定(调节)不同的最短遮光时间，这有益于减少系统的误报警。例如：将主动红外入侵探测器构成电子篱笆警戒时，就应将最短遮光时间调至30ms附近；用在围墙上或围墙内侧警戒时，就应将最短遮光时间调至600ms附近。具体数值使用者可通过试验确定。 主动红外发射机所发红外光束定发散角，在GBl0408.4—2000标准中规定：“室内使用时，发射机与接收机经正确安装和对准，并工作在制造厂商规定的探测距离，辐射能量有75％。被持久地遮挡时，接收机不应产生报警状态。”从另一角度理解这句话的意思就是：当接收机接收的能量小于25％时，系统就要产生误报警。为了减少由此引起的误报警，安装使用中应让发射机与接收机轴线重合。 目前，除单光束主动红外入侵探测器外，还有双光束和4光束的。工作原理
红外探测器是什么,红外探测器的原理和使用方法
红外探测器是什么，红外探测器的原理和使用方法如今，随着社会的进步，经济的发展，越来越多人开始重视安防产品，家庭安防产品销售量开始逐年增长，红外探测器普及到越来越多的家庭，那么，什么是红外探测器的原理和使用方法？ 一、什么是红外探测器？ 红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。 红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理 无线红外探测器的基本原理是，将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。 在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形分析。于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。例如，在两个不同的频率范围内放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。于是，误将诸如热电元件的爆米花噪声一类噪声当作为由人体所产生而在准备加以检测乃得以防止。 三、红外探测器的使用方法 而红外探测器有很多种类，不同分类的红外探测器有不同的使用方法。 1. 接近探测器：是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。在接近探测器中，通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连
焦平面红外探测器应用现状
焦平面红外探测器应用现状 0 引言 红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。近年来，红外探测器的需求不断增加。据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163.5亿美元，复合年均增长率为7.71%。 红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅和氧化钒探测器，致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。 在过去的几十年里，大量的新型材料、新颖器件不断涌现，红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越，目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。 1 焦平面红外探测器应用现状 热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点，但是它响应时间较慢、高频时探测率低，目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器，通过配备致冷系统，具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域，光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有碲镉汞（HgCdTe）、InAs / InGaSb Ⅱ类超晶格、GaAs / AlGaAs量子阱等。近年来量子点红外光探测器也引起广泛关注，量子点红外光探测器在理论上具有很多优点，但实际制备的量子点红外光探测器与理论预测的还是有一定差距。表1对几种常用的光子型焦平面红外探测器进行了比较。 在精确制导领域，主流制导方式有红外制导和雷达制导，这两种方式各有优势，在某些特定的场合，红外制导更是显示出其不可替代性。与雷达制导的主动探测相比，红外探测是
2019年红外探测器行业分析报告
2019年红外探测器行业分析报告 2019年7月
目录 一、红外基本概念及其主要应用 (5) 1、红外线不为人眼所见但却无处不在 (5) 2、红外探测可实现夜视、测温、穿透云雾等功能，军民两用空间广阔 (7) 3、短/中/长波红外探测适用场景各不相同 (9) （1）短波红外原理及应用 (10) （2）中长波原理及应用 (11) 4、红外探测器是红外产业链的核心 (12) 二、红外探测器原理与核心指标 (13) 1、热探测器和光子探测器 (13) 2、单元数日益增加，红外焦平面探测器已是主流 (14) 3、阵列规模、NETD、像元间距是红外探测器的核心指标 (18) 三、主流红外探测器类型及其特点 (20) 1、红外探测器发展历程 (20) 2、制冷型红外探测器 (23) （1）碲镉汞红外探测器 (23) （2）量子阱红外探测器（QWIPs） (25) （3）II类超晶格红外探测器（II-SLs） (26) （4）量子点红外探测器（QDIPs） (27) 3、非制冷型红外探测器 (28) （1）VOx微测辐射热计 (29) （2）非晶硅微辐射测热计 (30) （3）短波红外传感器 (32) 4、未来发展趋势 (32)
四、红外探测器制造企业及其技术路线 (33) 1、国外红外探测器企业 (33) （1）Raytheon Vision Systems（RVS） (33) （2）Teledyne Imaging Sensors（TIS） (34) （3）Sofradir（法国） (35) （4）Leonardo DRS (36) （5）Semi Conductor Devices（SCD） (36) （6）FLIR system (37) 2、国内红外探测器研究机构 (39) （1）上海技物所 (39) （2）中电11所 (40) （3）北方夜视集团 (41) （4）高德红外 (42) （5）大立科技 (43) （6）睿创微纳 (44) （7）国惠光电 (45) （8）海康微影 (46)
探测器原理
各种探测器的工作原理 主动红外探测器的工作原理：主动红外探测器由红外发射器和红外接收器组成。由发射端主动发射红外线，由接收端接收红外线，形成红外线的网状。这种探测器能够对入侵物进行主动的防范，不会因为小宠物的穿越或气候的影响而产生误报警情，从而最大限度地降低了误报率。红外发射器发射一束或多束经过调制过的红外光线投向红外接收器。发射器与接收器之间没有遮挡物时，探测器不会报警。有物体遮挡时，接收器输出信号发生变化，探测器报警。 被动红外探测器工作原理：被动红外探测器是依靠被动的吸收热能动物活动时身体散发出的红外热能进行报警的，也称热释红外探头，其探测器本身不发射红外线的。被动红外探测器中有2个关键性元件，一个是菲涅耳透镜，另一个是热释电传感器。自然界中任何高于绝对零度的物体都会产生红外辐射，不同温度的物体释放的红外能量波长也不同。人体有恒定的体温，与周围环境温度存在差别。当人体移动时，这种差别的变化通过菲涅耳透镜被热释电传感器检测到，从而输出报警信号。 微波探测器工作原理：微波探测器应用的是多普勒效应原理。在微波段，当以一种频率发送时，发射出去的微波遇到固定物体时，反射回来的微波频率不变，探测器不会发出报警信号。当发射出去的微波遇到移动的物体时，反射回来的微波频率就会发生变化，此时微波探测器将发出报警信号。 震动探测器的工作原理：振动探测器是以探测入侵者进行各种破坏活动时所产生的振动信号作为报警依据，根据所使用的振动传感器的不同，振动探测器可分为：机械式振动探测器、惯性棒电子式振动探测器、电动式振动探测器、压电式振动探测器、电子式全面型振动探测器等多种类型。近来常见的以压电晶体振动探测器居多，其原理是利用压电晶体的压电效应。压电晶体是一种特殊的晶体，它可
被动红外与主动红外探测的原理及优缺点
被动红外与主动红外探测的原理及优缺点 红外探测器是防盗报警系统中最关键的组成部分，直接决定系统的灵敏性与稳定性，是整个系统品质的保障。中国安防厂商在这些年来，无论在技术的掌握与生产能力的提升上，均有明显的改善，这得归功于中国厂商不断吸收外商的产品设计和生产技术，并致力于降低成本，使中国安防产品开始得到工程商们的认同，加上低价对于甲方有着重要的吸引力，使得国产品在市场上成长迅速。虽然国产品的品质仍与进口产品有段差距，但在用户对安防产品不熟悉的情况下，中国安防产品仍极具竞争优势。 许多外国厂商也承认，以前外商大幅依靠技术优势来应对中国国产品的成本优势，但近年来差距已经缩小，优势渐减，可见中国厂商在技术上已经逐步赶上国外厂商，部分厂商更具有创新能力，推出具特色的产品，使得中国安防产品的水准大幅提高。这个现象主要来自许多厂商对于品牌意识与产品质量的重视，加大了投资与研发力度。 红外探测器的原理及特点 人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10μm左右的红外线，被动红外探测器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 1．被动红外探测器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。 2．为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 3．其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 4．一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而报警。 被动红外深测器优缺点 优点：本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，价格低廉。 缺点：容易受各种热源、阳光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收；易受射频辐射的干扰；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
碲镉汞红外探测器的研究
科技项目（课题）模拟申报书 班级： 学号： 课题负责人： 项目名称：碲镉汞红外探测器的研究 指导老师： 申报时间： 电子专业科技方法训练
一、国内外与本项目有关的科学技术现状和发展趋势（包括计算机检索情况）： 碲镉汞(MCT)红外探测器是最重要的红外探测器之一。目前，国内MCT 红外探测器水平与国际先进水平还存在一定差距，难以满足我国红外技术发展的需要。然而，由于红外领域的敏感性，国外对我国实行技术上的封锁，因此发展红外光电子材料和器件只能走独立自主的道路。MCT器件的制作非常复杂，周期长且价格昂贵，这使得器件模拟技术成为器件发展的一个重要工具。通过器件模拟技术，人们能知道是什么物理因素制约了探测器性能，从而改善器件性能。它不仅减少了开发的费用，而且为提高产品的质量、可靠性和性能，为器件的优化提供了一种切实可行、省时省力的方法。器件模拟技术已经成为MCT器件设计和制作中的一个重要过程。随着红外技术的不断发展,先进的红外系统要求探测器具有更高的探测识别能力、具备双/多色同时探测能力、更加智能化,因此三代红外焦平面探测器的主要标志是:双/多色探测、超大规模凝视面阵、低成本制备等。其中,双/多色是三代器件的主要发展方向。碲镉汞(HgCdTe,MCT)材料由于具有量子效率高、可高温工作、响应波长随组份变化连续可调、不同组分晶格常数变化不大等显著优点,成为三代红外焦平面探测器件发展的重点之一。双色红外探测器是三代红外探测器发展方向之一,能对双波段辐射信息进行处理,大大提高了系统抗干扰和目标识别能力,应用于导弹预警、红外侦察、成像制导等多种领域。国际上欧美等国家起步较早,焦平面结构以及数字化,而只有叠层式工艺才能实现这一目标,即单个像元能探测两个不同波段,当与先进的多色信息处理算法相结合时,双色红外探测器与单色探测器相比可以进一步提高探测灵敏度。
红外测温仪工作原理及应用(一)
红外测温仪工作原理及应用(一) 摘要：本文结合国内外红外技术的发展和应用，简绍了红外技术的基础理论，阐述了红外 热像仪的工作原理、发展和分类。 1.概述 红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及 节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等 优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算 机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红 外测温仪型号对用户来说是十分重要的。 红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目，红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发 出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红 外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这 种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前应 用红外诊技术的测试设备比较多，如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外 热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使 测试效果直观，灵敏度高，能检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内部、外部的 发热情况，可靠性高，对发现设备隐患非常有效。 红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的 预防性试验维修(预防试验是50年代引进前苏联的标准)提高到预知状态检修，这也是现代 电力企业发展的方向。特别是现在大机组、超高电压的发展，对电力系统的可靠运行，关 系到电网的稳定，提出了越来越高的要求。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善， 利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体，又具有准确、快速、直观等特点，实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障(几乎可以覆盖所有电气设备各种 故障的检测)。它备受国内外电力行业的重视(国外70年代后期普遍应用的一种先进状态检 修体制)，并得到快速发展。红外检测技术的应用，对提高电气设备的可靠性与有效性，提 高运行经济效益，降低维修成本都有很重要的意义。是目前在预知检修领域中普遍推广的 一种很好手段，又能使维修水平和设备的健康水平上一个台阶。 采用红外成像检测技术可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布、测 量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定 量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。 利用热像仪检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上用来无 损探测，检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。与传统的测温方式(如热电偶、不 同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内)相比，热像仪可在一定距离内实时、定量、在线
红外线探测原理
红外探测器的原理及特点 人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10μm左右的红外线，被动红外探测器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 1．被动红外探测器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。 2．为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 3．其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 4．一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释
电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而报警。 被动红外深测器优缺点 优点：本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，价格低廉。 缺点：容易受各种热源、阳光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收；易受射频辐射的干扰；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 如何正确安装与使用被动红外探测器 被动红外探测器是一种在安防工程中使用极为普遍的一类探测器。但要其正常使用，既要防止漏报，又要减少误报，主要是将误报现象降到最低的限度。要做到这一点，必须首先要了解被动红外探测器的一些基本概念及其技术特点，这样才能根据这些基本的技术特点，从安装、调试、使用等各个环节，按照探测器的基本技术特点，这样才能最大限度的发挥探测器的最大功效。
红外探测器的原理和使用方法
如今，随着社会的进步，经济的发展，越来越多人开始重视安防产品，家庭安防产品销售量开始逐年增长，红外探测器普及到越来越多的家庭，那么，什么是红外探测器的原理和使用方法？ 一、什么是红外探测器？ 红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。 红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。
二、红外探测器的原理 无线红外探测器的基本原理是，将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。 三、红外探测器的使用方法 而红外探测器有很多种类，不同分类的红外探测器有不同的使用方法。 1. 接近探测器：是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。在接近探测器中，通常有一个高频率的LC震荡电路，震荡电路的LC回路通过导线连通到外部的金属部件上。当人体靠近时，通过空间的电磁偶合，会改变LC回路的谐振频率，引起震荡频率改变，探测器的检测电路能够识别这种频率的改变而发出警示信号。
接近探测器比较适用于室内，如对写字台、文件柜、保险柜等一些特殊物件提供保护，也可以用于对门窗的保护。通常被保护的物件是金属的，实际上可以构成保护电路的一部分，因而只要有人试图破坏系统时，就会立即触发报警。 2.移动/震动探测器机器：能够探测固定物体位置被移动的传感器称为移动探测器。其实运动是无处不在的，地球在转动，地球上的任何东西都在“移动”，这里所要探测的其实是相对的移动，比如放置在桌面上的物体被移开了桌面、停放的车辆被开动或搬动了等等。 移动探测器应用于如文件柜、保险箱等贵重、机要特殊物件的保护，也适宜于与其他系统结合使用，来防止盗贼破墙而入。移动探测器的有效性与应用的正确与否有很大关系。它常常用来对某些一般情况下有人员在活动的保护区内的特
红外探测器
红外探测器 一、简介 红外探测器(Infrared Detector)是能把接收到的红外辐射能转换成一种便于计量的物理量的器件,将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。 红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出
大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。 二、发展历史 1800年，F.W.赫歇耳在太阳光谱中发现了红外辐射的存在。当时，他使用的是水银温度计，即最原始的热敏型红外探测器。 1830年，L.诺比利利用当时新发现的温差电效应(也称塞贝克效应)，制成了一种以半金属铋和锑为温差电偶的热敏型探测器。称作温差电型红外探测器(也称真空温差电偶)。其后，又从单个温差电偶发展成多个电偶串联的温差电堆。 1880年，S.P.兰利利用金属细丝的电阻随温度变化的特性制成另一种热敏型红外探测器,称为测辐射热计。1947年,M.J.E.高莱发明一种利用气体热膨胀制成的气动型红外探测器（又称高莱管）。 在40年代，又用半导体材料制作温差电型红外探测器和测辐射热计，
使这两种探测器的性能比原来使用半金属或金属时得到很大的改进。半导体的测辐射热计又称热敏电阻型红外探测器。热敏电阻型红外探测器：用氧化物半导体制成很小的薄片，表面涂黑。当薄片吸收红外辐射而温度升高时，电阻发生变化，用电阻的改变量度量红外辐射的强弱。 60年代中期，出现了热释电型探测器。它也是一种热敏型探测器。 三、类别及基本原理 不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的，该波段的红外光处在可见光波段之外。因此人们可以利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪。将不可见的红外辐射光探测出并将其转换为可测量的信号的技术就是红外探测技术。 热效应探测器：热效应探测器吸收红外辐射后，温度升高，可以使探测材料产生温差电动势、电阻率变化，自发极化强度变化，或者气体体积与压强变化等，测量这些物理性能的变化就可以测定被吸收的红外辐射能量或功率。