средневолновой инфракрасный фотодетектор(MWIR) - это инфракрасный детектор, работающий в диапазоне 3 - 5 мкм, основной принцип которого основан на фотоэлектрических и термоэлектрических эффектах, способных преобразовывать инфракрасное излучение, излучаемое целевым объектом, в измеримые электрические сигналы, обладающие высокой чувствительностью, высоким разрешением и способностью работать днем и ночью, широко используется в военных, оборонных, промышленных, экологических и других областях.

　　средневолновой инфракрасный фотодетекторПринцип работы основан на фотоэлектрических и термоэлектрических эффектах:

Фотоэлектрический эффект: фотонная энергия поглощается материалом, когда фотоны MWIR (длина волны от 3 до 5 мкм), излучаемые целевым объектом, облучают материал детектора (например, сурьмянид индия InSb, теллур кадмий ртуть HgCdTe). Если энергия фотона превышает ширину запрещенной полосы материала, электроны в материале переходят из валентной полосы в ведущую, образуя пары электрон - дырка (носители). Эти носители направляются под действием электрического поля внутри детектора, образуя световой ток. Измеряя размер светового тока, количество излучающих фотонов может быть оттолкнуто назад, чтобы получить интенсивность инфракрасного излучения целевого объекта.

Термоэлектрический эффект: после того, как материал детектора поглощает инфракрасное излучение, молекулярная вибрация усиливается, а температура материала повышается. Сопротивление термочувствительных материалов (например, оксида ванадия VOₓ, аморфного кремния) изменяется с температурой (например, сопротивление VOₓₓ уменьшается с повышением температуры), изменение температуры преобразуется в сигнал напряжения через схему моста Уистона, которая усиливается для получения теплового изображения.

Обычно используемые материалы для средневолновых инфракрасных фотоэлектрических детекторов включают:

Сурьмянид индия (InSb): обладает высокой квантовой эффективностью (высококачественные детекторы могут достигать более 80%) и подходит для высокочувствительных и высокочувствительных сценариев, таких как военная разведка, автономное вождение.

Теллур - кадмиевая ртуть (HgCdTe): Благодаря настройке компонентов Cd можно гибко регулировать ширину запрещенной полосы, покрывая диапазон 3 - 5 мкм, с высокой чувствительностью и широким диапазоном откликов, поддерживая режим снимков, интегральный режим и другие функции.

Детектор квантовой ловушки (QWIP): инфракрасное обнаружение, основанное на квантовых эффектах, имеет преимущество реакции в определенном диапазоне.

Средневолновые инфракрасные фотоэлектрические детекторы имеют следующие преимущества:

Высокая чувствительность: способность реагировать на слабое инфракрасное излучение и захватывать более подробную информацию.

Высокое разрешение: получение изображений с высоким разрешением путем оптимизации структуры устройства (например, уменьшения размера изображения до менее 10 мкм) и выбора материала, обеспечивая широкое поле зрения и покрытие поля высокого зрения.

Дневная и ночная работоспособность: средневолновое инфракрасное излучение существует днем и ночью, детектор может контролироваться круглосуточно и не ограничен условиями освещения.

Сильная антиинтерференционная способность: может проникать в дым, пыль, туман и другие препятствия, поддерживать стабильные рабочие характеристики в сложной среде.

Высокая адаптивность окружающей среды: может нормально работать в различных погодных условиях, не зависит от света, тумана и других факторов.