红外探测器的发展历史

1800年，F.W.赫歇耳在太阳光谱中发现了红外辐射的存在。

当时，他使用的是水银温度计，即最原始的热敏型红外探测器。

1830年，L.诺比利利用当时新发现的温差电效应（也称塞贝克效应），制成了一种以半金属铋和锑为温差电偶的热敏型探测器。

称作温差电型红外探测器（也称真空温差电偶）。

其后，又从单个温差电偶发展成多个电偶串联的温差电堆。

1880年，S.P.兰利利用金属细丝的电阻随温度变化的特性制成另一种热敏型红外探测器，称为测辐射热计。

1947年，M.J.E.高莱发明一种利用气体热膨胀制成的气动型红外探测器（又称高莱管）。

在40年代，又用半导体材料制作温差电型红外探测器和测辐射热计，使这两种探测器的性能比原来使用半金属或金属时得到很大的改进。

半导体的测辐射热计又称热敏电阻型红外探测器。

60年代中期，出现了热释电型探测器。

它也是一种热敏型探测器，但其工作原理与前三种热敏型红外探测器有根本的区别。

最早的光电型红外探测器是利用光电子发射效应即外光电效应制成的。

以 Cs-O-Ag为阴极材料的光电管（1943年出现）可以探测到 1.3微米。

外光电效应的响应波长难以延伸，因此，它的发展主要是近红外成像器件，如变像管。

利用半导体的内光电效应制成的红外探测器，对红外技术的发展起了重要的作用。

内光电效应分光电导和光生伏特两种效应。

利用这些效应制成的探测器分别称为光导型红外探测器和光伏型红外探测器（见光子型探测器）。

在半导体中引起电导改变或产生电动势是一个激活过程，需要有一定的能量墹E。

因此，入射辐射的光子能量必须大于墹E。

也就是光电型探测器有一个最长的响应波长，称为长波限λ。

1917年，T.W.卡斯发明Tl2S光电型红外探测器，但长波限仅到1.1微米。

30年代末期，德国人研究PbS光导型探测器，室温工作时长波限为3微米，液氮温度时可到5微米。

第二次世界大战之后，相继研制成PbTe和PbSe光电型探测器，响应波长延伸到7微米。

50年代起，由于半导体物理学的发展，光电型探测器所能探测的波长不断延伸。

对于有重要技术用途的 1～13微米波段和限于实验室应用的13～1000微米波段，都有适当的光电型探测器可供使用。

60年代起，又研究成Hg1-xCdxTe三元半导体红外探测器，配制不同组分x的材料，可以制得不同响应波长的红外探测器。

整流型红外探测器也是60年代开始问世的。

由于激光的出现，就有可能利用外差技术进行接收。

因此，把微波波段用的结型检波器推广应用到更高的频率范围，即短毫米波和亚毫米波。

波长与频率关系：c=λν

光子能量

：E=hν

半导体

价带电子

跃迁条件：E>=Eg

波长越长的电磁波其频率越小，光子的能量就越小，

窄禁带半导体

中电子只需要较少的能量就能跃迁。

首先，红外热感应成像功能是一种在室温下导体和绝缘体之间具有导电性的材料。从科学技术的角度来看，红外热感应成像功能 是可以控制从绝缘体到导体传导的材料。经济发展，红外热感应成像功能 影响人们的日常工作和生活，直到1930年代，这些材料才得到学术界的认可。常见的半导体材料包括硅，锆、镓等。硅是最重要的半导体材料之一。

其次，还有光学作用。半导体材料的光学效应是太阳能电池工作的基本原理。目前，半导体材料的应用已成为热点，是世界上发展最快的材料，发展最快最好的清洁能源市场。太阳能电池的主要材料是半导体材料，这是判断太阳能光伏电池转换率质量的主要标准。光伏转换率高，工作效率高太阳能电池。根据使用的各种半导体材料，太阳能电池分为硅晶体太阳能电池、薄电池和第三至第五电池复合体。

此外，其原理是，在切换电源后，连接的分离器将其向前移动。在电场向前工作的框架内，大多数输送机（电子）的运动扩散到增强区域的发射中。因此，排放区域中的电子可以很容易地通过外部电场工作框架中核心区域的排放分离器，从而形成电子电流。（请注意，当前的趋势与电子运动方向相反。当然，区域底部的大多数载体（孔）将在外部电场的作用下流向排放区，形成当前的IEP孔。这是由于与该地区排放的电子流量相比，该地区底部杂质浓度较低，

众所周知，直流电压应用于半导体的PN交点，F型孔向N型区域移动，N型电子向F型区域移动。当电子和孔在附近被奴役时从PN接口的交点，存在与具有光束间隙的半导体相对应的能量。使用具有大光束间隙的半导体可以从光中获得高能量，例如可见光。低能量光，例如红外辐射可以使用现代半导体获得，宽度很小。

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