1 中国科学院智能红外感知重点实验室, 上海 200083
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
3 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
4 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
以II类超晶格320×256长波红外探测器为核心部件, 开发了一套高灵敏度长波红外探测系统.介绍了II类超晶格红外探测器的技术指标及系统的主要结构和工作方式.为充分发挥该红外探测器的灵敏度, 设计了高灵敏度信息获取系统, 并介绍了该信息获取系统的软硬件设计.该信息获取系统采用了自适应信号调理技术, 以降低信息获取噪声, 提升探测系统的灵敏度和动态范围.最后对整套长波红外探测系统开展了信息获取噪声测试、系统性能测试及外场成像实验.实验结果表明：长波红外探测系统的信息获取噪声低至0.065 mV, 系统的噪声等效温差(NETD)达到19.6 mK, 黑体探测率为7.72×1010, 外场成像质量良好, 图像细节清晰, 对比度高.该长波红外探测系统有利于推动II类超晶格红外探测器在高灵敏度长波红外遥感探测中的应用.
光电探测系统 长波红外 高灵敏度 II类超晶格 photoelectric detection system long wavelength infrared high-sensitivity type-II superlattice
1 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了采用Cl2/N2电感耦合等离子(ICP)组合体刻蚀工艺在InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面台面加工过程中的研究结果, 实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长的PIN型超晶格材料。结果表明, 气体流量比例直接对刻蚀速率和刻蚀形貌产生影响, 氯气含量越高, 刻蚀速率越大, 当氮气含量增加, 刻蚀速率降低并趋于一定值。当氯气和氮气的流量比例和等离子腔体内压力等参数一定时, 随着温度升高, 刻蚀速率和选择比在有限范围内同时线性增大, 台面的倾角趋于直角, 台面轮廓层状纹理逐渐消失, 但沟道内变得粗糙不平, 并出现坑点。在实验研究范围内, 电感耦合等离子源的ICP功率和RF功率对刻蚀结果产生的影响较小。
电感耦合等离子 刻蚀 焦平面 inductively coupled plasma(ICP) etching InAs/GaSb II类超晶格 InAs/GaSb superlattices focal plane arrays (FPAs) 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02171
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
研究了InAs/GaSb II 类超晶格长波探测器的γ 辐照效应.在60Co源γ 辐照下器件的电流—电压(I-V)特性并未随辐照剂量的增大而发生显著的变化, 100 krad (Si)辐照剂量下的零偏阻抗相较辐照前的减小率仅为3.4%, 表明该探测器具有很好的抗辐照性能.结合不同辐照剂量下的实时I-V特性曲线和辐照停止后器件电流随时间的演化情况, 对辐照所带来的器件性能的损伤以及微观损伤机理进行了分析.发现零偏压和小反向偏压下, 辐照开始后电流即有明显增大, 辐照损伤以暂态的电离效应为主导, 器件性能可以在很短时间内恢复.而大反向偏压下器件暗电流的主导机制为直接隧穿电流, 辐照所引入位移效应的影响使得暗电流随辐照剂量增大而减小, 损伤需通过退火效应缓慢恢复, 弛豫时间明显长于电离效应损伤.
γ 辐照 实时辐照效应 长波红外探测器 InAs/GaSb II类超晶格 γ irradiation real-time effects long-wave infrared detector InAs/GaSb superlattice
1 中国科学院 航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
本文提出了一种结合Harris与SIFT算子的快速图像配准方法。首先, 对Harris算法进行两方面的改进: 一是构建高斯尺度空间, 提取具有尺度不变性的角点特征; 二是采用Forsnter算子对提取的角点精定位, 提高配准精度。然后, 利用SIFT算子的特征描述方法描述提取到的特征点, 通过随机kd树算法对两幅影像的特征点进行匹配。最后采用RANSAC算法对匹配点对进行提纯, 并通过最小二乘法估计两幅影像间的空间变换单应矩阵, 完成图像配准。实验结果表明: 本文方法在基本保持配准精度的同时, 在配准过程的时间消耗上比标准SIFT算法减少了64%。
图像配准 多尺度Harris算子 image registration multiple scale Harris operator SIFT SIFT RANSAC RANSAC
1 中国科学院中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
报道了320×256元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外焦平面阵列探测器的研制和性能测试.采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料, 器件采用PBIN结构, 红外吸收区结构为14ML(InAs)/7ML(GaSb), 焦平面阵列光敏元尺寸为27μm×27μm, 中心距为30μm, 通过刻蚀形成台面、侧边钝化和金属接触电极生长, 以及与读出电路互连等工艺, 得到了320×256面阵长波焦平面探测器.在77K温度下测试,焦平面器件的100%截止波长为10.5μm, 峰值探测率为8.41×109cmHz1/2W-1, 盲元率为2.6%, 不均匀性为6.2%, 采用该超晶格焦平面器件得到了较为清晰的演示性室温目标红外热成像.
长波红外探测器 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格 焦平面阵列 long-wave infrared detector InAs/GaSb superlattice focal planes array
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
为了实现在包含部分变化信息的相同区域不同时相的高分辨率航空影像上获得准确一致的分割结果, 提出了两时相高分辨率航空影像联合分割方法。首先, 对两时相影像进行高斯平滑处理, 减小地物的内部差异以避免过分割; 然后将两时相影像进行波段组合, 采用主成分分析法剔除冗余数据, 取其第一主分量作为灰度分量; 最后对原始影像进行纹理分析, 获得两时相影像的纹理信息作为纹理分量并与灰度分量组合在一起进行MeanShift分割。实验对比结果表明, 该方法能够有效利用数据, 节省处理时间, 获得了较好的分割结果。
联合分割 主成分分析 纹理分析 joint segmentation MeanShift MeanShift principal component analysis texture analysis
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外材料与器件重点实验室，上海200083
2 中国科学院研究生院，北京100039
3 暨南大学光电工程研究所，广东 广州510632
报道了50%截止波长为12.5μm的InAs/GaSb II类超晶格长波红外探测器材料及单元器件.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.吸收区结构为15ML(InAs)/7ML(GaSb)，器件采用PBIN的多层异质结构以抑制长波器件暗电流.在77K温度下测试了单元器件的电流-电压(I-V)特性，响应光谱和黑体响应.在该温度下，光敏元大小为100μm×100μm的单元探测器RmaxA为2.5Ωcm2，器件的电流响应率为1.29A/W，黑体响应率为2.1×109cmHz1/2/W，11μm处量子效率为14.3%.采用四种暗电流机制对器件反向偏压下的暗电流密度曲线进行了拟合分析，结果表明起主导作用的暗电流机制为产生复合电流.
InAs/GaSb II类超晶格 长波12.5μm 暗电流 InAs/GaSb superlattice long wavelength dark current
1 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
报道了128×128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb), 器件采用PIN结构, 焦平面阵列光敏元大小为40 μm × 40 μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长, 以及与读出电路互连等工艺, 得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K 时测试, 器件的100%截止波长为8 μm, 峰值探测率6.0×109 cmHz1/2 W-1.经红外焦平面成像测试, 探测器可得到较为清晰的成像.
长波红外探测器 InAs/GaSb II类超晶格 焦平面阵列 long-wave infrared detector InAs/GaSb superlattice focal plane array
