QY球友会 红外探测器发展历程

红外探测器的早期发展主要是热探测器。1829年诺比利构造了第一个热电偶和多个热电偶串联而成的热电堆。1833年，梅洛尼改进了设计，制造了可以探测30英尺以外的人体的温度的热电堆。1880年，兰利制作出可以研究太阳的红外光谱辐射强度和辐照度测辐射热计，比同时代热电堆性能30倍。

光子探测器晚于热探测器出现。光电导效应发现于1873年史密斯的硒的海底电缆绝缘层实验。1917年，凯斯发现含有铊和硫的物质呈现出光导性，并研制出第一个红外光电导探测器。当时，这种探测器在光照下电阻不稳定，响应度较低、噪声增大且可重复性差。大约从20世纪30年代起，光子探测器才逐渐成为了红外探测器发展的主流。

早期研制的红外探测器存在波长单一、量子效率低、工作温度低等问题，大大地限制了红外探测器的应用。现代红外探测器到20世纪40年代才开始发展并投入实际应用。20世纪50年代初发明晶体管以后，第一个非本征光电导探测器就已出现，由于控制掺杂技术最先应用于锗，所以第一个高性能非本征探测器是以锗为基础制造的，可以制成适于8~14μm长波红外的探测器。1967年，索瑞夫首先报道了关于非本征硅探测器的研究。十年之后，当波义耳与史密斯发明了电荷耦合器件（CCD）以后，非本征硅又重新得到重视。

在20世纪50年代，与非本征导体探测器同时，窄禁带半导体也在快速发展。1959年，劳森（Lawson）与其同事的研究带动了可变带隙合金Hg1-xCdxTe（碲镉汞）的发展，很快就出现了基于镉汞材料的、响应波长达到12μm的光导型和光伏型探测器。

70年代开始，借助于晶体制备能力以及外延技术的快速发展，碲镉汞材料研究也更加深入。人们发现通过调节Cd组分，HgCdTe的带隙可以实现在0-1.6eV之间的连续变化，对应的波长能够完全覆盖短波，中波，长波和甚长波等整个红外波段，碲镉汞红外探测器逐渐成为红外探测器技术的首选，它在QY球友会 红外探测器发展历程中占有重要的地位。

随着红外热成像技术的不断发展，半导体红外探测器从出现至今可以划分为三代：第一代是线性光导探测器阵列，线列探测器技术首先用于PbS、PbSe和InSb探测器，已经得到广泛应用；第二代是二维光伏探测器阵列，阵列包含大约106 个探测器单元，并利用集成在一起的线路完成电子扫描；当前发展的第三代红外光电探测器，是在第二代基础上进一步提出了探测器高性能、低成本的要求。