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Beijing Beite Optoelectronics Technology Co., Ltd
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中波赤外光検出器の詳細
日付:2025-10-28読み:0
  中波赤外光検出器(MWIR)は3〜5μm帯で動作する赤外線検出器であり、その核心原理は光電効果と熱電効果に基づいており、目標物体から発せられる赤外線放射を測定可能な電気信号に変換することができ、高感度、高解像度と昼夜の動作能力を備えており、軍事、安全、工業、環境モニタリングなどの分野に広く応用されている。
  中波赤外光検出器の動作原理は主に光電効果と熱電効果に基づいている:
光電効果:ターゲット物体から放出されたMWIR光子(波長3〜5μm)が検出器材料(例えばアンチモン化インジウムInSb、テルルカドミウム水銀HgCdTe)に照射されると、光子エネルギーは材料に吸収される。光子エネルギーが材料禁制帯幅より大きい場合、材料中の電子は価電子帯から伝導帯に遷移し、電子-正孔対(キャリア)を形成する。これらのキャリアは検出器内部の電界によって配向移動し、光電流を形成する。光電流の大きさを測定することにより、射出光子の数を逆押しし、目標物体の赤外線放射強度を得ることができる。
熱電効果:検出器材料が赤外線放射を吸収した後、分子振動が激化し、材料温度が上昇した。サーマル材料(例えば酸化バナジウムVO 8339、アモルファスシリコン)の抵抗は温度変化(例えばVO 8339抵抗は温度上昇とともに低下)に伴い、ホイートストンブリッジ回路を通じて温度変化を電圧信号に変換し、増幅した後に熱画像を生成する。
中波赤外光検出器でよく使用される材料は、
アンチモン化インジウム(InSb):高い量子効率(良質な検出器は80%以上に達することができる)を持ち、軍事偵察、自動運転などの高応答速度と高感度シーンに適している。
テルルカドミウム水銀(HgCdTe):Cd成分を調整することにより、可撓性に禁帯域幅を調整でき、3〜5μm帯域をカバーでき、高感度と広帯域応答特徴を有し、スナップショットモード、積分モードなどの機能をサポートする。
量子井戸検出器(QWIP):量子効果に基づいて赤外検出を実現し、特定の帯域応答優位性を有する。
中波赤外光検出器は以下の性能優位性を備えている:
高感度:微弱赤外線放射に応答し、より詳細な情報を捕捉することができる。
高解像度:素子構造(例えば、画素サイズを10μm以下に縮小)と材料選択を最適化することにより、高解像度イメージングを実現し、広い視野と高視野被覆率を提供する。
昼夜作業能力:中波赤外線放射は昼夜ともに存在し、探査機は全天候監視でき、光照射条件の制限を受けない。
耐干渉能力が強い:煙、塵、霧などの障害物を貫通することができ、複雑な環境の中で安定した動作性能を維持する。
環境適応性が強い:各種の天気条件の下で正常に働くことができ、光、スモッグなどの要素の影響を受けない。