賴?yán)蚱? 鄧慧 張蓉竹

摘要：利用材料內(nèi)部的光生電動(dòng)勢(shì)數(shù)學(xué)分析模型，計(jì)算分析了激光輻射下影響Pv型Hg1-xZnxTe紅外探測(cè)器響應(yīng)性能的主要因素：輻射源、溫度及探測(cè)單元感光面積。結(jié)果表明：探測(cè)器的輸出電壓隨著輻射源波長的增加而增加，但其完全飽和電壓不變;不同組分的探測(cè)器，Hgo.85Zn0.15Te探測(cè)器輸出響應(yīng)小于Hg0.68Zn0.32Te探測(cè)器;溫度越高探測(cè)器的輸出電壓越小，完全飽和電壓也越?。焊泄饷娣e減小輸出電壓增大.但完全飽和電壓不受影響。

關(guān)鍵詞：紅外探測(cè)器：Hg1xZnxTe;響應(yīng)特性：輻射源

中圖分類號(hào)：TN215文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-5383（2019）03-0021-04

隨著紅外夜視技術(shù)的發(fā)展，紅外夜視儀在軍事和社會(huì)生活中的應(yīng)用越來越廣泛。紅外熱像儀利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量，并將能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖。它是一種被動(dòng)式紅外夜視儀，用在軍事中具有不易被目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。紅外探測(cè)器是紅外熱像儀的核心組件，常用的紅外探測(cè)器主要有：碲鎘汞探測(cè)器、硒化鉛探測(cè)器和銻化銦探測(cè)器，這些探測(cè)器需要在低溫下工作，使用時(shí)需要配置冷卻裝置，給使用帶來不便。而碲鋅汞紅外探測(cè)器克服了這一問題，它可以在室溫下工作，因此對(duì)碲鋅汞紅外探測(cè)器的研究具有重要意義。目前關(guān)于紅外探測(cè)器的研究主要集中在碲鎘汞和銻化銦探測(cè)器.對(duì)碲鋅汞探測(cè)器的研究較少。本文根據(jù)材料內(nèi)部的光生電動(dòng)勢(shì)分析模型，定量分析了輻射源參數(shù)、工作溫度和探測(cè)單元感光面積對(duì)碲鋅汞（Hg1-xZnxTe）探測(cè)器響應(yīng)的影響。

1物理模型

紅外探測(cè)器是紅外熱像儀的核心結(jié)構(gòu)，光伏紅外探測(cè)器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是PN結(jié)。當(dāng)光垂直照射在紅外材料P區(qū)表面時(shí)，產(chǎn)生的光生載流子向材料內(nèi)部擴(kuò)散，到達(dá)PN結(jié)時(shí)，因界面層的勢(shì)壘的作用，空穴留在P區(qū)，而電子加速到達(dá)N區(qū)。光伏作用下，有光生載流子輸運(yùn)的連續(xù)性方程：

從圖3可以得出，當(dāng)Hg1-xznxTe探測(cè)器組的輻射源、輻射強(qiáng)度及工作溫度相同時(shí)，探測(cè)器感光面積越小，輸出電壓越大;達(dá)到完全飽和時(shí)，輸出電壓恒定為194.4mV，不受感光面積大小的影響;但所需要的入射光功率卻隨著感光面積的增加而增加。當(dāng)功率為1.3mW，感光面積為50x50um²時(shí)，探測(cè)器輸出電壓約為151.1mV;感光面積減小為30x30um²時(shí)，輸出電壓約為170.1mV，此時(shí)輸出電壓增加了19mV;感光面積繼續(xù)減小為10x10um²時(shí).輸出電壓增加為190.3mV，相比感光面積為30x30um²，輸出電壓增加了20.2mV。

3結(jié)論

本文對(duì)光伏型Hg1-xZnxTe紅外探測(cè)器的響應(yīng)特性進(jìn)行了定量分析，得到結(jié)論：不同波長的輻射源照射同一探測(cè)器，其達(dá)到飽和效應(yīng)所需要的光功率隨著輻射源波長的增加而減小，但是其完全飽和電壓不變;相同輻射源照射不同組分的探測(cè)器，探測(cè)器輸出響應(yīng)Hg0.9Zn0.1Te