随着红外技术的发展, 探测器的尺寸、重量和功耗( SWaP)的减小已成为研究热点。像元尺寸的减小, 一方面可以提高器件的分辨率, 另一方面可以减小整个探测器系统的体积、重量和功耗, 进而大大节约成本。因此, 像元尺寸的减小成了研究的重点。本文介绍了小像元红外焦平面器件的技术难点, 分别从系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)、噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)、像元结构和像元集成互连方面进行了讨论。此外, 介绍了国外像元中心距为 12 .m、10 .m、8 .m和 5 .m的 HgCdTe红外焦平面探测器的研究进展。

制作了 2种形式的铟凸点:即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球。分别讨论了铟柱和铟球对倒装互连的影响,着重讨论了铟球和铟柱分别和芯片倒装互连后的剪切强度,结果发现在互连未回流的状态下铟球的剪切强度是铟柱的 1.5倍,回流后铟球的剪切强度是铟柱的 2.8倍。此外,分析讨论了长时间放置在空气中的铟球对倒装互连的影响,结果发现长时间放置在空气中的铟球和芯片互连后,器件的电学与机械连通性能会受到很大的影响。

利用湿法回流缩球的技术，使铟柱回流成铟球。在研究中心距为30 μm、面阵为320×256 的读出电路在回流缩球的过程中遇到了3 种异常现象，即铟球体积异常、铟球桥接和铟球偏离中心位置的现象。详细地介绍了这3 种现象产生的过程及背景，分析了产生这3 种现象的机理以及对器件性能和倒装互连的影响，并提出了相应的解决措施。

论述了无热化设计的种类和光学被动式无热化设计的基本原理。使用光学被动式无热化设计方案, 设计了一款工作波段为 8～12 μm、焦距 f′＝16.5 mm、F#＝0.8、视场为 36.5°×27.8°的大孔径、大视场辅助驾驶无热化红外镜头。此镜头体积小、重量轻、结构简单, 适用于辅助驾驶系统。此红外镜头在－40℃～60℃的工作温度范围内, 无需调焦, 能自动消除热差影响, 始终保证成像清晰。经过寒区(低温)试验, 满足无热化设计的需要。

针对在光机装校阶段, 分析光学件和金工件的设计、加工和装配的累积误差对图像配准精度的影响。首先, 分析在光机装校时采取主观评价方法评价图像配准质量的原因; 其次, 具体分析物镜的焦距和畸变误差、光轴一致性误差和探测器安装面误差对图像配准精度的影响。通过分析误差产生的原因, 提出在光机装校时的解决办法。