铟镓砷焦平面阵列在微光夜视应用中的潜力及前景

The Potential and Prospect of Indium Gallium Arsenide Focal Plane Array Applied to Low Light Level Night Vision

摘要: 得益于夜气辉在短波红外（SWIR）0.9～1.7μm波段的自然辐射数十倍强于夜天空在可见光和近红外（NIR）0.4～0.9μm波段的辐射，SWIR成像成为应用于微光条件下的成像探测的最佳选择，由晶格匹配In0.53Ga0.47As/InP制作InGaAs焦平面阵列（Focal Plane Array，FPA），灵敏于0.9～1.7μm波段，在整个响应波段具有超过70%的量子效率，和室温非制冷工作的极低的暗电流。通过减薄基底，还可将InGaAs FPA的短波限延伸至可见光波段的0.4μm。最近几年，超低暗电流、低读出噪声、大面阵和小像素尺寸的InGaAs FPA的开发取得了实质性的进展，特别是暗电流得到了数量级的降低，InGaAs FPA探测器已经显露出应用于微光夜视的极大潜力，并且还通过采用更复杂的温度相关的非均匀校正算法实现了无TEC的低功耗工作，基于超低噪声的密集阵列InGaAs FPA的SWIR成像技术有望成为新一代夜视技术的一个重要组成部份。