摘要：对不同结面积和周长的正照射台面型ingaas光伏探测器(λc=2.4μm)的性能进行了对比分析,得到了探测器的暗电流、噪声、响应信号以及优值因子(RoA)等性能参数与器件的台面面积、光敏感区面积、周长以及形状等设计参数的关系,其中台面面积的大小是影响台面型ingaas光伏探测器p+-n--n+结结区特性的主要因素之一。

摘要：研究并实现了一种基于ingaas线阵探测器的光纤Bragg光栅(FBG)传感系统。针对所采用的ingaas线阵探测器,分析了其基本特征和工作时序,设计了相应的驱动电路和数据采集、传输系统,并基于FPGA时序控制实现了上述系统。针对系统采集得到的原始数据,通过双通道数据分离算法得到完整的光谱数据,并通过多项式拟合对数据进行寻峰和标定。实验结果表明,ingaas线阵探测器在驱动电路的控制下能够正常工作,其输出数据符合FBG反射光谱理论分析。

摘要：数字化ingaas探测器是短波红外探测器技术发展的一个重要方向,它不仅可以提升系统的集成度,还可以提升成像系统的各项技术指标。通过将模拟-数字转换器(ADC)集成到读出电路中实现数字化读出电路是数字化ingaas探测器的技术核心。文中介绍了640×512数字化读出电路的设计与实现,并与ingaas探测器通过铟柱进行倒装互联形成了数字化ingaas探测器组件。通过对探测器组件的测试得到读出噪声为230μV,峰值量子效率为65%,在300 K温度下探测率为1.2×10^12 cmHz1/2/W,在60 Hz帧频下功耗为94 mW。测试结果表明,数字化ingaas探测器组件具有低读出噪声,高线性度,高传输带宽,高抗干扰性等特点。

摘要：针对640×512 ingaas探测器工作原理和输出信号特点,从低噪声角度出发,设计了由探测器驱动电路、信号缓冲电路、单端转差分电路、差分放大电路、模数转换电路、FPGA时序控制电路构成的ingaas探测器低噪声采集系统。着重解决了在满足驱动的条件下降低系统噪声,对提供精密偏置电压、温控电路和输出信号处理过程给出了详细的设计思想和实现方法。试验结果表明,系统工作正常并获得了良好的噪声特性,整个采集系统暗电平等效均方根(RMS)噪声低于0.3 mV。

摘要：在介绍了640×512 ingaas探测器工作原理的基础上,详细分析了ingaas探测器驱动电路的组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压与控制信号驱动电路、探测器工作温度检测及控制电路的设计等关键技术。采用模拟PI温控电路保证了探测器内部制冷器在温控过程中对探测器无干扰,并能使探测器稳定地工作在合适的温度点,这样有利于提高仪器的信噪比。试验结果表明:该驱动电路满足系统要求,能用于工作温度比较宽的场合,并具有体积小、实用性好、可靠性高等特点。

摘要：ingaas短波红外探测器对于空间遥感有着重要应用价值。为了实现空间遥感仪器提出的高信噪比要求,首先要降低ingaas探测器后端信号获取电路自身的噪声水平,其次利用热电制冷器对ingaas探测器制冷,并通过连续式温度控制电路保证热电制冷器在温控过程中对探测器无干扰,使探测器稳定地工作在合适的温度点,这样才能满足仪器的信噪比要求。结果表明,信号获取电路与温度控制电路两部分有效结合,整个低噪声电路系统能明显提高仪器信噪比。

摘要：采用晶格匹配的平面型InP/In0.53Ga0.47As/InP外延材料,设计了一种大光敏元、带有保护环的ingaas线列探测器。通过I-V测试、扫描电容显微技术(SCM)测试,研究并确定了线列器件的盲元与保护环结构之间的关系。通过设计改进,解决了器件的盲元问题。24×1ingaas线列短波红外探测在室温20℃、-10mV偏压下,暗电流密度约5nA/cm2。将光敏芯片密封在集成了热电制冷器(TEC)的金属管壳内,组件工作温度5℃,探测器响应光谱在1.0μm^1.67μm范围,平均峰值电流响应率为1.3A/W,平均峰值探测率为3.4×1012 cm·Hz1/2/W,响应的非均匀性为1.5%。探测器经历一定条件的可靠性筛选试验后,性能未发生明显变化,并进行了航空机载成像应用,成像图片清晰。

摘要：设计了ingaas探测器芯片与多模石英光纤的耦合结构,测试了芯片耦合前后的性能变化,并分析了影响耦合效率的因素。结果表明,石英光纤与ingaas探测器芯片可以较好地耦合。在0.9～1.7μm波段,当采用与芯片尺径相当的100μm光纤进行无透镜直接耦合时,耦合效率可达30%以上;当采用芯径为500μm的光纤耦合时,耦合效率可达55%以上。多模石英光纤出射端的光强呈高斯分布。随着光纤端面与芯片表面的间距偏差的增加,高斯分布曲线的半宽值增大,光束逐渐发散。芯片与光纤的对准偏差对耦合效率的影响很大,其中对横向偏移量的依赖性最强。

摘要：可见-短波红外宽波段共焦面变焦光学系统是实现光电系统高功能密度化的重要手段,但光学材料在该波段范围内表现出较大的色散特性差异,给相应波段连续变焦系统的设计造成较大困难。针对该问题,文中从连续变焦系统设计模型出发,结合宽波段光学系统设计中的消色差条件,论述了一种宽波段变焦系统中各组元材料选择的方法,指出了胶合元件在宽波段光学系统设计中的特殊用途,设计完成了一款宽波段连续变焦光学系统,该系统F≤5.5、焦距范围为10~300 mm、水平视场38.8°~1.25°、工作波段范围为0.48~1.7μm,适配1080 P、像元3.45μm的ingaas探测器,可通过切换滤光片实现多波段成像,还可通过切换机构或分色棱镜实现彩色/透雾/激光/微光等不同功能的共孔径集成。所述系统透镜总数为18片,采用了7种普通光学玻璃材料,总长不大于190 mm,在整个变焦范围内,均表现出优良的成像质量。

摘要：从宽波段范围的消色差条件出发,列表对比了常用光学玻璃材料在可见光、近红外和短波红外三个宽波段范围的色散特性,指出光学玻璃材料在不同波段色散特性的差异,据此论述了一种宽波段光学系统设计过程中各光学玻璃材料的使用与替换方法,并结合复消色差的方法,完成了一个宽波段大相对孔径光学系统的设计,该系统F数为1.4、焦距为70 mm、全视场为6.3°×8.1°、波长范围为0.4~1.7μm。除球罩外,所述系统共采用了4种普通光学玻璃材料,透镜总数为9片、总长为110 mm,在-45℃~60℃温度范围内,均具有较好的成像质量和公差特性。