中波红外成像在**侦察、遥感测绘、航天航空等领域发挥了重要作用。现有中波红外焦平面主要采用碲镉汞、二类超晶格、锑化铟等块体半导体材料，其性能优异、稳定性高。然而，其复杂的材料制备及倒装键合工艺限制了块体半导体焦平面阵列的批量化制备及低成本应用。胶体量子点作为一种新兴液态半导体材料，具有光谱调控范围“宽”、合成规模“大”、制备成本“低”、以及加工工艺“易”等优势，为新型红外焦平面阵列研发提供了全新的思路。碲化汞量子点采用“热注法”合成，并通过旋涂方法实现与硅基读出电路的直接电学耦合，阵列规模及像元间距为640×512及15 µm。在80 K工作温度下对焦平面阵列进行了性能测试，碲化汞焦平面阵列响应截止波长达到4.6 μm、比探测率为2×10¹⁰ Jones、噪声等效温差51.26 mK（F#=2）、响应非均匀性3.42%且有效像元率高达99.99%，展现了较好的成像性能，为非倒装键合体制中波红外成像焦平面的制备提供了新的方案。

报道了基于梯度能带结构的高速室温中波红外HgCdTe器件，器件设计为n-on-p同质结结构，在300 K的零偏压条件下达到了1.33 ns（750 MHz）的总的响应时间，相对于非制冷的碲镉汞器件和工作于高偏压下的碲镉汞APD器件响应速度有所提高。基于一维模型的分析表明，吸收层中的组分梯度可以形成内置电场并改变了载流子的输运特性，该模型由不同组分梯度的HgCdTe器件的实验对比验证。因此，此项工作优化了高速HgCdTe中波红外探测器的设计，并为设计超快中波红外光电探测器提供了一种可行的思路。

中红外探测技术作为一种重要的被动探测手段，在各个领域都有着非常重要的作用。其中，以InAs/InAsSb超晶格材料为基础的无Ga型Sb化物II类超晶格探测器，由于去除了Ga原子的缺陷，具有更高的少子寿命，有利于提高探测器性能。此外，使用光子晶体结构，进行表面光学性能调控，可以提高器件的响应度，从而降低材料吸收区厚度，降低器件暗电流。暗电流的降低和响应度的提升，进一步优化了探测器的性能，进而提高器件工作温度，进一步降低探测系统的体积、重量和功耗。研究表明：使用光子晶体结构可以在不改变外延材料结构的前提下，提高器件量子效率，实现响应光谱的展宽，在实际应用中具有重要的意义。文中综述和讨论了InAs/InAsSb超晶格探测器和光子晶体结构探测器材料生长、结构设计的主要技术问题，详细介绍了两种提高中红外探测器性能的方案及国内外的研究进展。

红外焦平面阵列在各类红外成像系统中发挥着巨大的作用。为提升红外焦平面的工作温度、量子效率和灵敏度，通常使用微透镜阵列作为红外焦平面的聚光器。当前微透镜阵列的制作材料通常与红外探测器材料不同，因此在集成装配时需要额外的工艺手段，工艺难度较大且效率较低。利用微纳光学超表面技术体系，可以在红外探测器衬底材料上直接制作平面式的固体浸没型微透镜阵列，实现前置微透镜与红外焦平面的单片集成。文中以红外探测领域最有潜力的锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器为应用目标，设计了一种基于GaSb衬底的固体浸没式红外超表面透镜。设计的超表面透镜在中波红外波段工作，能适用于所有入射偏振。器件设计焦距为100 μm，理论上在目标波长下的最高聚焦效率达到70.7%，数值孔径(NA)达到1.15。该设计可以推动微透镜阵列向扁平、超薄、轻量的方向发展，简化微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成工艺，有望提升红外焦平面的探测效率，并降低制造成本。