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适用于8-10微米红外波段的384×288矩阵元件光电探测器

DOI：10.1134/S1064226919090171 期刊：Journal of Communications Technology and Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 设计并制造了384×288元格式、间距25微米、长波灵敏度极限为0.5至约9.5微米的光敏阵列元件。根据开发的电路与拓扑结构，制作了384×288元、间距25微米的矩阵高速多路复用器，其工作模式时钟频率可达20MHz。该384×288元混合光电探测器（PD）采用25微米间距格式时，平均噪声等效温差（NETD）小于30mK，且工作元件数量超过97%。文中给出了利用微扫描系统降低图像帧缺陷像素和/或将帧格式提升至768×576的实例。研究表明：基于所开发PD的热成像通道在转换为768×576格式时，采用微扫描技术可使空间分辨率提升1.4倍（相同最小可分辨温差MRTD条件下），且0.44mrad-1频率下的MRTD从1.6K降至0.9K（相较于原始384×288格式）。
作者： A. V. Zvereva，A. O. Suslyakova，I. V. Sabininaa，G. Yu. Sidorova，M. V. Yakusheva，V. D. Kuzmina，V. S. Varavina，V. G. Remesnika，Yu. S. Makarova，A. V. Predeina，D. V. Gorshkova，S. A. Dvoretskya，V. V. Vasil’eva，Yu. G. Sidorova，A. V. Latysheva，I. I. Kremisb
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计并制造384×288元格式的光敏阵列元件，其单元间距为25微米，灵敏度长波限为0.5至约9.5微米。

研究成果

已开发出最优设计方案，并制造出格式为384×288元件的MPSE，其像素间距为25微米，长波灵敏度极限为0.5至约9.5微米。采用台面蚀刻技术分离单个光电二极管，降低了光电耦合效应，使矩阵光电二极管具有高空间分辨率。所开发的PD在现有同类产品中以高达680Hz的最大帧频著称，这使得热成像通道中可采用微扫描系统来提升参数性能。

研究不足

该研究承认，目前通过碳纳米管生长技术获得完全无缺陷的光电探测器尚不可能。消除缺陷像素的问题通过包括微扫描在内的不同方法得以解决。

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