昆明物理研究所 南京研发中心，江苏 南京 211106
随着红外器件和成像技术的不断发展，各种夜视系统对百万像素的中波红外成像组件的需求越来越多。基于国产15 μm 1280×1024中波HgCdTe探测器，以探测器和杜瓦自身包络为基准，突破小体积、轻量化、一体化设计，研制出了紧凑型双FPGA处理平台的百万像素中波红外成像机芯组件，组件尺寸155 mm×95 mm×95 mm，质量为1400 g，支持SDI、Cameralink接口输出；在该平台上实现盲元替换、非均匀校正、降噪、细节增强、动态范围压缩、局部增强等实时图像处理算法，针对传统的红外成像算法提出了基于残差的非均匀校正算法与自适应局部增强算法，提升组件的成像性能。测试试验表明：组件实时输出分辨率为1280×1024像素的高质量低噪声的红外图像，噪声等效温差（NETD）<30 mK，组件满足高温60 ℃，低温−40 ℃工作要求，组件所采用的改进处理算法，最终输出图像提升明显。
红外成像 制冷红外 FPGA 探测器组件 中波红外 infrared imaging cooled infrared FPGA detector components mid-wave infrared 红外与激光工程
2021, 50(4): 20211023
中国电子科技集团公司第十一研究所，北京 100015
描述了国外高光谱红外焦平面探测器组件的发展状况和工程应用情况，并介绍了国内高光谱红外焦平面探测器组件的研究进展。通过分析高光谱红外焦平面探测器的性能特点，提出了高光谱红外焦平面探测器的研究重点。
高光谱 碲镉汞 红外探测器组件 红外成像 hyperspectral mercury cadmium telluride infrared detector assembly infrared imaging
红外与激光工程
2020, 49(7): 20190495
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为满足低等级红外探测器组件在高可靠性领域的空间应用需求, 对星载红外探测器组件进行温度循环试验、力学试验以及高温老炼试验等环境试验考核, 并基于双积分球式均匀照明系统对环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率进行测试。通过对比环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率变化, 分析红外探测器组件的环境适应性, 揭示红外探测器组件的质量缺陷及其他潜在缺陷, 剔除早期失效, 并从参试红外探测器组件中筛选出性能优良的探测器应用在星载偏振扫面仪进行大气偏振探测。试验结果表明: 参试的红外探测器组件在环境试验前后具有良好的稳定性和可靠性, 可以满足航天载荷应用需求。
航天载荷 红外探测器组件 可靠性 环境试验 筛选 space load infrared detector assembly reliability environmental test screening 红外与激光工程
2020, 49(2): 0204001
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 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
3 中国科学院大学, 北京 100049
为了实现大视场、高空间分辨率、高光谱分辨率的指标要求, 通常采用多模块拼接的技术方案, 实现超长线列的组件。通过两个热电致冷器的拼接实现120 mm长度的大冷面, 通过多个模块拼接实现4 000元长线列InGaAs短波红外探测器组件的封装。同时针对超长线列温度均匀性实现、拼接焦平面的共面性、拼接的工程可靠性开展研究, 通过热电致冷器的拼接、热分析、冷板材料的选择、零件公差控制及微调节等技术手段, 在工程上实现了超大冷面的温度均匀性控制在±0.4 ℃以内; 焦平面的共面性控制在±0.020 mm以内。封装的超长线列InGaAs短波红外组件通过了冲击和随机振动实验, 实验前后焦平面的共面性无明显变化, 实现了清晰的地面成像。
超长线列 InGaAs探测器组件 热电致冷器 拼接 共面 Long Linear InGaAs detector assembly thermoelectric cooling mechanical assembly coplanar 红外与激光工程
2019, 48(11): 1104005
全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数，主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温精度、机械噪声、环境适应性和可靠性等，并结合工程实际应用，指出了红外探测器组件应用中斯特林制冷机选型要重点关注的问题以及红外探测器组件制冷参数设计方法，为更好地应用红外探测器组件提供参考。
红外探测器组件 斯特林制冷机 制冷参数 infrared detector assembly，Stirling cooler，cooli
设计并制作了一种硅雪崩光电二极管(APD)四象限探测器芯片, 基于该芯片研制了一款新型高灵敏度制冷型APD四象限探测器组件; 创新性地将探测器芯片、热电制冷器、前置放大电路和增益控制模块集成在带光窗的金属外壳中; 该组件制冷加热速度快, 在-45~70℃环境温度内可使器件恒定工作在10±2℃。测试结果表明, 相对于传统的PIN四象限探测器组件, 由于APD探测器本身能产生雪崩增益, 该组件的灵敏度提高了近两个数量级, 作用距离更远。
热电制冷器 增益控制模块 APD四象限探测器组件 PIN四象限探测器组件 thermoelectric cooler gain control module quadrant APD PIN quadrant photodetector
汪洋 1,2,3,*赵振力 1,2,3莫德锋 1,2,3张晶琳 1,2,3[ ... ]徐琳 1,2,3
1 传感技术国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
引线互联是红外探测器封装的关键工艺之一,而采用何种引线则会直接影响红外探测器组件的电学、力学和热学性能。引线互联需要考虑引线的材料、线径、长度和引线工艺,因而红外探测器封装中通过采用多种引线来满足不同需求。系统介绍了红外探测器封装所用引线的电学、力学和热学性能,重点测试和分析了金丝、硅铝丝、铂金丝等引线在大气和真空环境下的熔断电流。大气环境下引线的熔断电流明显大于真空环境下,并与经验公式的结果基本一致。该研究可为航天用红外探测器封装的引线选择提供参考。
引线互联 熔断电流 红外探测器组件 引线漏热 wire bonding burn-out current infrared detector module heat leak of wire
1 中国科学院 上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 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
3 中国科学院大学, 北京 100049
在同一组件中多芯片多波段的应用中, 由于芯片的中心距越来越小, 导致某些相邻波段通常被集成制备到一个芯片上。为减小波段串扰, 本文针对一体化双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化展开研究, 通过制备一体化双波段芯片集成封装组件, 并通过波段间物理隔离、金属区物理遮盖等措施将两波段的光束隔离。测试结果表明隔离前后, 芯片间光谱串光现象有了明显改善, 波段间串扰从8%降到了4%以内, 光谱带外响应从65%降低至078%。为了避免低温工况下物理隔离条与芯片的热失配问题, 隔离条采用与芯片衬底完全一致材料。双波段芯片集成封装组件的高低温冲击试验表明, 其在有效抑制组件内串扰的同时, 也解决了组件内关键部件的热失配问题。
光谱定量化 探测器组件 低温光谱 物理隔离 光学串扰 quantificational spectrum control detector assembly low temperature spectrum physical insulator optical cross-talk
