导读:本文包含了波段探测器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光学设计,红外光学,双波段,无热化设计
波段探测器论文文献综述
陈建发,潘枝峰,王合龙,刘莎[1]（2019）在《基于制冷型探测器的双波段红外光学系统无热化设计》一文中研究指出针对640×512阵列双波段制冷型探测器,设计了一套双波段红外光学系统,用于机载红外搜索跟踪系统。该光学系统采用锗、硒化锌和硫化锌组合,实现了消色差和消热差设计,通过引入非球面和构型优化,很好地校正了系统的高阶像差,简化了系统结构。光学系统仅由8个镜片构成,工作波段为3.7～4.8μm和8～9.4μm波段,F数为2,焦距360 mm,视场2.54°×2.03°,满足100%冷光阑效率。像质评价结果表明,光学系统在-55～+70℃温度范围内,双波段成像质量良好。非均匀温度场分析表明,光学系统温度梯度容忍性较好。(本文来源于《电光与控制》期刊2019年10期）
马晓凯[2]（2019）在《光通信波段光探测器的暗电流抑制与宽谱高速及大功率响应特性的研究》一文中研究指出随着信息化的不断发展,人们对网络通信量的要求不断提高,基于光通信技术的海量数据的长距离快速传输成为信息领域中一个久盛不衰的重要研究方向。在光通信系统中,光探测器作为将光信号转化为电信号的接收终端,在信息传输方面起着至关重要的作用。高速大容量光通信系统的不断发展,要求光探测器同时具备低暗电流、高速响应、大功率输出、宽光谱探测等优良特性。本论文以抑制光探测器暗电流、实现光通信波段的宽谱探测、提高光探测器高速及大功率响应特性为目标,从光探测器的暗电流机制和电容等基本特性出发,围绕光探测器的宽光谱和阵列化探测技术以及器件混合集成技术开展研究。本论文的主要创新点以及研究成果如下:1.为了抑制PIN光探测器的暗电流,提出一个完整的计算暗电流的模型和抑制暗电流的方案。该模型考虑了光探测器中的缺陷能级引起的缺陷辅助隧穿电流,并且指出在低偏下Shockley-Read-Hall(SRH)产生-复合和缺陷辅助隧穿是产生暗电流的两个主要机制。在5V偏压下,当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3、厚度低于lμm时,以及当吸收层厚度为2μm、掺杂浓度大于7×1015cmm-3时,缺陷辅助隧穿是暗电流的主要机制。用该模型仿真计算得到的总暗电流与测试得到的暗电流吻合较好。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)减小吸收区厚度可以抑制暗电流。当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3,吸收区厚度小于1.2μm时,暗电流小于2nA。但是减小吸收区厚度会影响光探测器的响应度,因此应该在满足响应度的要求下尽量减小吸收区的厚度去抑制PIN光探测器的暗电流。(2)增加吸收区掺杂浓度,可以抑制暗电流。当吸收层厚度为2μm,掺杂浓度超过1×1016cm-3时,增加掺杂浓度对暗电流的抑制作用减弱,并且会影响PIN光探测器的其他性能。因此为了最有效地抑制暗电流,吸收区掺杂浓度应该在1×1016cm-3左右。(3)降低温度可以抑制暗电流。因为降温可以显着减小SRH产生-复合电流。2.提出一个完整的单行载流子光探测器的暗电流模型和一个抑制暗电流的方案。重点考虑了缺陷对暗电流的影响,发现器件中的暗电流主要在靠近收集区处的InGaAs层产生。利用该模型计算得到的总暗电流与实验测得的暗电流大小较为吻合。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)降低收集区的掺杂浓度可以抑制暗电流。但是掺杂浓度降到1×1015cm-3以下时,暗电流抑制效果不再明显,同时,如果继续降低掺杂浓度对材料生长是一个挑战。因此,为了得到较小的暗电流,最佳收集区掺杂浓度为1×1015cm-3。(2)增加收集区的厚度有利于减小暗电流,但是在低压下抑制效果不明显。当反向偏压超过1.5V时,增加收集区的厚度可明显抑制暗电流。3.提出并制备了一种低暗电流、高响应度的InP基宽光谱光探测器。通过在顶部引入P+型InAlAs层,减少了器件在850nm波长下的吸收损耗。通过引入InGaAsP本征层,增加了器件在850nm波长下的吸收,平滑了能带结构,减小了器件的电容。响应度在850nm、1310nm和 1550nm波长下分别达到0.43A/W、0.47 A/W和0.4 A/W。当反向偏压在0～1V时,器件的暗电流低于1nA。1550nm波长下的3-dB带宽达到17.2GHz。4.研究了上述InP基宽谱光探测器的电容-电压曲线的频率依赖特性。当交流信号测试频率为50kHz和100kHz时,观察到负微分电容效应,该效应在频率超过200kHz时消失。根据前人有关负微分电容成因的分析结论,推断出器件中来自深能级中心的热离子发射率小于200kHz。5.提出一个微分电容模型,利用该模型分析了电容对光功率的依赖特性:在0～130mW的光功率范围内缓慢增加;在130～140mw的光功率范围内快速增加;在140mw以上的光功率范围内快速下降。为了实现较好的高速响应特性,给出了光探测器工作的光功率上限:即130mW。电容最大值处的光功率和直流饱和点处的光功率接近,直流饱和之后,电容急剧减小。随着收集层厚度的增加,电容最大值减小,同时,电容最大值处的光功率也变小。6.提出并制备了一种与亚波长光栅功分器混合集成的叁管芯、四管芯对称连接的单行载流子光探测器阵列。设计并制备了用于该阵列的功分器。实验完成了上述两者的混合集成。叁管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为11.5dBm,相应的光电流为70mA;四管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为13.1dBm,相应的光电流为91mA。该混合集成结构实现了大功率信号光在多个光探测器管芯中的分别接收,提高了器件的大功率性能,解决了光信号相位失配问题,降低了器件的复杂度。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-06-07）
冯宏伟,刘媛媛,谢林柏[3]（2019）在《双波段红外可燃气体探测器的算法设计与实现》一文中研究指出本文基于可燃气体吸收特定波段的红外光原理,设计了一款红外双波段可燃气体探测器。通过分析碳氢类可燃气体分子吸收特性,确定了可燃气体的吸收波长与参考波长,并完成了探测器的光路部分和整体硬件电路设计。通过在高低温实验平台内某一恒定温度下,配制8组不同浓度的气体进行标定,并记录下标定的数据,生成了探测器的检测浓度计算曲线。同时,通过对待测气体浓度为0状态下的多组不同环境温度测试,得出探测器受环境温度影响的特性,引入吸收参数H,并建立吸收参数H与温度的补偿表,实现了对因温度变化所引起的检测偏差的合理补偿。实验结果表明,该探测器的精度较好、响应快,高低温性能稳定,完全符合国家标准和设计要求。(本文来源于《红外技术》期刊2019年03期）
彭明发,汪永杰,沈青青,谢欣凯,郑和闯[4]（2019）在《基于硫化铅量子点和氧化锌纳米颗粒异质结的高性能柔性和宽波段光电探测器（英文）》一文中研究指出柔性和宽波段的光电探测器在可折迭显示、光通信和环境监测等方面有潜在的应用,因而引起广泛的关注.本文基于硫化铅量子点和氧化锌纳米颗粒异质结制备了柔性光电探测器.该器件表现出从紫外光到近红外光的宽波段光电响应性能.在375nm紫外光照射下,该器件的电流开关比高达7.08×10~3.与单纯的氧化锌纳米颗粒器件相比,基于异质结的光电探测器的响应度在可见光和近红外光区间增加了叁个数量级,同时维持了器件在紫外光范围内的性能不变.同时,基于异质结的器件的响应度和探测率高达4.54 AW~(-1)和3.98×10~(12)Jones.此外,所研制的柔性光电探测器在经过数百次的折迭后,仍表现出了良好的机械和电学稳定性.本工作为下一代柔性和宽波段光电子器件的研究做了一个初步探索.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年02期）
李俊,王小坤,孙闻,林加木,曾智江[5]（2018）在《超长线列双波段红外焦平面探测器杜瓦封装技术研究》一文中研究指出针对拼接型短/中波的超长线列焦平面探测器与直线脉管集成耦合的要求,分析了超长线列焦平面杜瓦封装的难点。通过对超长冷平台的温度均匀性、超长冷平台支撑结构、大体积组件杜瓦低热负载、超长线列杜瓦真空寿命等封装技术进行研究,提出了多点"S"型冷链结合导热层的叁维热输出方法,设计了"桥式"两基板的超长冷平台支撑结构,解决了超长冷平台高温度均匀性、集成探测器后低应力及焦深控制、超长线列探测器杜瓦组件的环境适应性、低热负载和长真空寿命等关键技术,成功研制超长线列双波段焦平面探测器制冷组件,并通过一系列空间环境适应性试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年11期）
陈效双,何家乐,李庆,李冠海,王文娟[6]（2018）在《中红外波段雪崩光子探测器研究进展》一文中研究指出近年来,中红外雪崩光电二极管(APD)阵列,以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点,成为光纤通信、叁维激光雷达成像、天文物理以及大气观测等应用的重要器件。本文具体介绍了中红外雪崩光电探测器的结构和探测原理,对其结构参数相关的性能以及优缺点进行了详细介绍,并展望其发展前景,同时介绍了一些中波红外雪崩光子探测器研究和应用进展。(本文来源于《红外技术》期刊2018年09期）
孙甜[7]（2018）在《基于低维材料的宽波段光电探测器研究》一文中研究指出宽波段光电探测器在通讯、成像、国防、航空等领域应用广泛,备受研究者的青睐,随着新型低维纳米材料的出现,他们所展现出的优异的性能,包括宽波段吸收、强的光-物质相互作用、极佳的柔性、超薄的厚度以及与多种衬底的兼容性等,为宽波段光探测领域注入了新活力。本论文的主要研究内容为通过磷化亚铜纳米晶的表面等离子体效应和石墨烯结合为异质结实现高效的宽波段探测,通过化学气相沉积法生长小带隙二维材料硫化铂-硒化铂异质结,并构建高效的自驱动宽波段探测器。具体研究内容如下:1.石墨烯-磷化亚铜纳米晶异质结光电探测器研究深入系统地研究了一种基于石墨烯-磷化亚铜纳米晶异质结光电探测器。探索了磷化亚铜的自掺杂浓度以及表面配体对器件性能的影响以及变化趋势。实验发现磷化亚铜纳米晶一方面能够有效改变本征石墨烯的掺杂状态;另一方面,磷化亚铜纳米晶的等离子共振吸收效应有效提升了器件在红外区的光吸收能力,基于此可以实现高性能的PN结型红外光电探测器。我们制备的石墨烯-磷化亚铜纳米晶异质结光电探测器结构简单,与传统硅基技术兼容性高,因而有潜力实现低成本、高效率的商业化应用。2.硫化铂-硒化铂异质结光电探测器研究研究了一种基于硫化铂-硒化铂垂直异质结的光电探测器件。通过在硅基底上原位生长二维材料的范德华异质结阵列并制备相应的光电器件,在零偏压下实现了高光电响应率(361 m AW-1)和外量子效率(84%),探测范围覆盖405 nm到2200nm。结合理论模拟和实验表征,提出了耦合后两种二维材料的能带带隙变化,为后续的光电机理研究提供了基础。本项研究提出的大面积异质结制备方法和极高的器件探测效率,为基于低维材料异质结光电探测器的商业化提供了一个可行的方案。(本文来源于《苏州大学》期刊2018-06-01）
冯宏伟,谢林柏[8]（2018）在《四波段红外火焰探测器的识别算法设计与实现》一文中研究指出基于2.2?m、3.9?m、4.26?m和4.8?m四个探测波段的红外探测器对火焰特征信息进行提取分析,提出一种应用于四波段红外火焰探测器的具体识别算法实现的方案。通过分析和比较这4个波段光谱特性的数学关系,借助阈值法、数学相关分析法和信号平均功率法的融合来实现对四波段红外火焰的识别。试验结果表明识别算法可行且可靠,有效提高了红外火焰探测器的精准度和适应环境的能力,实现了对火灾高可靠和远距离探测的目的。(本文来源于《红外技术》期刊2018年05期）
武阳[9]（2018）在《双波段量子阱红外探测器的设计与研究》一文中研究指出本文介绍了采用不同耦合结构将双波段红外辐射耦合到双量子阱吸收区,实现了双波段红外探测器设计。在研究双波段量子阱红外探测器(QWIP)机理和表面等离子体MIM微腔的基础上,利用不同材料设计出不同结构耦合的双波段QWIP,并对吸收效率、量子效率等性能参数进行分析,具体工作如下:1.MIM腔耦合双波段量子阱设计与分析。在计算目标波段结构设计参数值的基础上,设计叁角形、正方形、扇形栅MIM腔和正方形、叁角形孔MIM腔耦合的双波段QWIP器件,分析性能参数随结构形状参数、材料参数变化的关系。结果表明,对比传统45°角光耦合结构,叁角形栅MIM腔耦合双波段QWIP的光响应度在中波波段、长波波段分别提高近9倍、18倍。扇形栅MIM腔耦合双波段QWIP的光响应度在中波波段、长波波段分别提高近8倍、25倍。2.石墨烯栅耦合双波段QWIP设计与分析。在研究石墨烯等离激元色散关系及电导率等特性基础上,设计石墨烯栅结构耦合的双波段QWIP。分析石墨烯栅周期、纳米带宽度、材料属性及环境材料属性变化对石墨烯栅耦合双波段QWIP的性能影响。结果表明,石墨烯栅耦合双波段QWIP可在结构缩小30倍的基础上光响应度在双波段分别提高近8倍、11倍。3.石墨烯-金属混合腔耦合的双波段QWIP优化设计与分析。利用金属与石墨烯超材料等离子体效应的不同优势,设计石墨烯-金属混合腔耦合双波段QWIP,并分析金属栅形状参数、石墨烯栅形状参数、材料参数等变化对石墨烯栅混合腔耦合与金属栅混合腔耦合双波段QWIP的性能影响。结果表明,石墨烯栅混合腔耦合双波段在结构缩小近30倍的基础上双波段光响应率分析提高12倍、9倍,金属栅混合腔耦合双波段QWIP在将MIM腔耦合结构缩小近5.5倍的基础上双波段光响应率分析提高9倍、26倍,实现器件小尺寸、高响应度探测。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-05-01）
刘大福,徐勤飞,汪洋,贾嘉,袁洪辉[10]（2018）在《第二代静止轨道气象卫星用多波段红外探测器封装及性能（英文）》一文中研究指出第二代地球静止轨道(GEO)气象卫星用于定量化气象预报,中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个,十四个波段中有八个是红外波段,覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由叁个组件来实现,分别是短波双波段组件(MS-IR),水汽双波段组件(WV-IR)和长波四波段组件(LW-IR)。MS-IR组件内包含两个8×1光伏型的MCT探测器芯片,及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。WV-IR包含两个4×1 MCT探测器芯片。LW-IR包含两个4×1和一个4×2 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性,如MS-IR的D*可达1×10~(12)cm Hz~(1/2) W~(-1)。WV-IR的D*优于8×10~(10)cm·Hz~(1/2)W~(-1)。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制,即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试,结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能,如电性能,芯片配准,光学串扰和光谱响应。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年04期）
波段探测器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着信息化的不断发展,人们对网络通信量的要求不断提高,基于光通信技术的海量数据的长距离快速传输成为信息领域中一个久盛不衰的重要研究方向。在光通信系统中,光探测器作为将光信号转化为电信号的接收终端,在信息传输方面起着至关重要的作用。高速大容量光通信系统的不断发展,要求光探测器同时具备低暗电流、高速响应、大功率输出、宽光谱探测等优良特性。本论文以抑制光探测器暗电流、实现光通信波段的宽谱探测、提高光探测器高速及大功率响应特性为目标,从光探测器的暗电流机制和电容等基本特性出发,围绕光探测器的宽光谱和阵列化探测技术以及器件混合集成技术开展研究。本论文的主要创新点以及研究成果如下:1.为了抑制PIN光探测器的暗电流,提出一个完整的计算暗电流的模型和抑制暗电流的方案。该模型考虑了光探测器中的缺陷能级引起的缺陷辅助隧穿电流,并且指出在低偏下Shockley-Read-Hall(SRH)产生-复合和缺陷辅助隧穿是产生暗电流的两个主要机制。在5V偏压下,当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3、厚度低于lμm时,以及当吸收层厚度为2μm、掺杂浓度大于7×1015cmm-3时,缺陷辅助隧穿是暗电流的主要机制。用该模型仿真计算得到的总暗电流与测试得到的暗电流吻合较好。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)减小吸收区厚度可以抑制暗电流。当吸收层掺杂浓度为1×1015cm-3,吸收区厚度小于1.2μm时,暗电流小于2nA。但是减小吸收区厚度会影响光探测器的响应度,因此应该在满足响应度的要求下尽量减小吸收区的厚度去抑制PIN光探测器的暗电流。(2)增加吸收区掺杂浓度,可以抑制暗电流。当吸收层厚度为2μm,掺杂浓度超过1×1016cm-3时,增加掺杂浓度对暗电流的抑制作用减弱,并且会影响PIN光探测器的其他性能。因此为了最有效地抑制暗电流,吸收区掺杂浓度应该在1×1016cm-3左右。(3)降低温度可以抑制暗电流。因为降温可以显着减小SRH产生-复合电流。2.提出一个完整的单行载流子光探测器的暗电流模型和一个抑制暗电流的方案。重点考虑了缺陷对暗电流的影响,发现器件中的暗电流主要在靠近收集区处的InGaAs层产生。利用该模型计算得到的总暗电流与实验测得的暗电流大小较为吻合。基于该模型得到的暗电流抑制方案如下:(1)降低收集区的掺杂浓度可以抑制暗电流。但是掺杂浓度降到1×1015cm-3以下时,暗电流抑制效果不再明显,同时,如果继续降低掺杂浓度对材料生长是一个挑战。因此,为了得到较小的暗电流,最佳收集区掺杂浓度为1×1015cm-3。(2)增加收集区的厚度有利于减小暗电流,但是在低压下抑制效果不明显。当反向偏压超过1.5V时,增加收集区的厚度可明显抑制暗电流。3.提出并制备了一种低暗电流、高响应度的InP基宽光谱光探测器。通过在顶部引入P+型InAlAs层,减少了器件在850nm波长下的吸收损耗。通过引入InGaAsP本征层,增加了器件在850nm波长下的吸收,平滑了能带结构,减小了器件的电容。响应度在850nm、1310nm和 1550nm波长下分别达到0.43A/W、0.47 A/W和0.4 A/W。当反向偏压在0～1V时,器件的暗电流低于1nA。1550nm波长下的3-dB带宽达到17.2GHz。4.研究了上述InP基宽谱光探测器的电容-电压曲线的频率依赖特性。当交流信号测试频率为50kHz和100kHz时,观察到负微分电容效应,该效应在频率超过200kHz时消失。根据前人有关负微分电容成因的分析结论,推断出器件中来自深能级中心的热离子发射率小于200kHz。5.提出一个微分电容模型,利用该模型分析了电容对光功率的依赖特性:在0～130mW的光功率范围内缓慢增加;在130～140mw的光功率范围内快速增加;在140mw以上的光功率范围内快速下降。为了实现较好的高速响应特性,给出了光探测器工作的光功率上限:即130mW。电容最大值处的光功率和直流饱和点处的光功率接近,直流饱和之后,电容急剧减小。随着收集层厚度的增加,电容最大值减小,同时,电容最大值处的光功率也变小。6.提出并制备了一种与亚波长光栅功分器混合集成的叁管芯、四管芯对称连接的单行载流子光探测器阵列。设计并制备了用于该阵列的功分器。实验完成了上述两者的混合集成。叁管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为11.5dBm,相应的光电流为70mA;四管芯混合集成阵列在15GHz处的最大射频输出功率为13.1dBm,相应的光电流为91mA。该混合集成结构实现了大功率信号光在多个光探测器管芯中的分别接收,提高了器件的大功率性能,解决了光信号相位失配问题,降低了器件的复杂度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
波段探测器论文参考文献
[1].陈建发,潘枝峰,王合龙,刘莎.基于制冷型探测器的双波段红外光学系统无热化设计[J].电光与控制.2019
[2].马晓凯.光通信波段光探测器的暗电流抑制与宽谱高速及大功率响应特性的研究[D].北京邮电大学.2019
[3].冯宏伟,刘媛媛,谢林柏.双波段红外可燃气体探测器的算法设计与实现[J].红外技术.2019
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[7].孙甜.基于低维材料的宽波段光电探测器研究[D].苏州大学.2018
[8].冯宏伟,谢林柏.四波段红外火焰探测器的识别算法设计与实现[J].红外技术.2018
[9].武阳.双波段量子阱红外探测器的设计与研究[D].西安电子科技大学.2018
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