4  多色工作

随着IRFPA发展的迫切需要，最近的双色或多色红外焦平面阵列技术的发展已经取得了重大进展，如喷气推进实验室，加利福尼亚航天微电子中心，雷神公司先进的红外中心和空军研究实验室最近开发的8 ~ 9μm和14 ~ 15μm-color 640×486元GaAs／AlGaAs量子阱红外焦平面阵列都是很好的例子。美国陆军研究室NASA标空间飞行中心和罗克韦尔科学中心联合开发的11.2米和16.2米μμ截止波长256×256元GaAs/GaAlAs量子阱红外焦平面阵列正在加紧这双色和多色焦平面阵列的发展，并在原来的单色焦平面阵列巨大进步的基础上迅速发展起来。然而，这种技术不工作温度77K，而是像素探测器需要两个操作电压，长波长区是极其敏感的偏置电压（> 8V），它用来实现长波红外探测。其电压是可调的，但是两个波段的数据不能同时被提供。

5  未来的发展趋势

以上所描述是新时代以来IRFPA的发展状况和趋势，在2013年，红外焦平面阵列技术的发展将是一个非常关注的话题。过了这个时间节点，红外焦平面阵列技术的发展会是什么结果呢？

目前先进的红外焦平面阵列技术正处于第二代到第三代阵列技术的发展的过渡期。各公司的制造商集中在市场的需求上并加紧努力，以确定第三代红外焦平面阵列技术的概念。很多公司和厂商现在都着眼与第三代IRFPA的研制。

红外焦平面阵列技术未来要满足的要求：

焦平面探测器像素集成大于等于106元，阵列格式大于等于1000×1000，至少工作在双色的环境下。

工作的时候温度要高，以实现一个低功耗和体积小、重量轻的系统。

非制冷IRFPA探测器的工作性能的要求是和二代的致冷工作的红外焦平面探测器性能持平。

必须有一个一次性的或者是低成本而且尺寸很小的传感器。

红外焦平面阵列传感器具有以下三种：即：

（1）大型多色红外焦平面阵列探测器，它的像素集成大于或等于106阵元，阵列格式为1000×1000，1000×2000，和4096×4096阵元，像素大小18×18平方微米。目前的芯片尺寸已经很大，未来的芯片还会更大。高量子效率可以存储和使用探测器将所有的光电子。由于自适应帧（480帧）在双色和多色环境下工作，使得该热电温度或电致伸缩冷探测器在120~180K工作。其平均光响应小于等于0.05%，NETD小于等于50mK。无论是单一或混合集成的结构，都可以是三维的。

（2）非制冷IRFPA，不需要稳定或冷却温度分布式孔径设计，重量只有一盎司，30MW电动率，焦平面探测器元件的集成大于等于106元，阵列格式1000×1000元，25平方微米像素大小，NETD小于10mK，或60mk，有很低的成本和功耗，使得分布式孔径能够获得有用信息和性能。

（3）非制冷IRFPA的工作，集成焦平面探测器像素只有160×120阵元到 320×240阵元，像素大小是25到50平方微米，NETD小于50mK（F/1.8），输入功率为十毫瓦或更小，重量1克大小，小于2立方英寸，成本十分的低廉。

最后的第三代红外焦平面阵列将成为非常廉价的微型传感器，市场最终会被占领。其未来将是一次性使用的传感器，如微型无人机，头盔式红外拍摄器，微型机器人。这都是红外焦平面探测器件的功劳。

到了新世纪，红外焦平面阵列探测器的发展已经很成熟了，从第一代的探测器进展到现在的二维线阵TDI和大型凝视IRFPA，目前已经是高集成度的焦平面探测器元了。高密度，小像素，高性能，多色彩和低成本都是IRFPA发展的方向。非制冷红外焦平面阵列技术在近几年的突破，使得红外焦平面阵列技术发展为更广泛的应用领域，此外市场的快速扩张，都是低成本的红外焦平面阵列未来发展的重要体现。目前的红外焦平面阵列的性能有了极大的提高，产量也有极大的提高，在这应用领域中人们非常期待。未来的红外焦平面阵列技术的发展是第三代阵列技术的发展，相关公司的制造商正在研究确定2010年第三代红外焦平面阵列的概念。该技术的发展将会进入一个全新的发展时代。 超高集成度的IRFPA探测器研究现状和发展趋势(3):http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_72649.html