紅外探測器的應(yīng)用環(huán)境通常比較復(fù)雜,下面主要就環(huán)境溫度對其探測性能影響進行分析。
對于光電導(dǎo)探測器,不僅僅只有光子才會激發(fā)出載流子,溫度也會激發(fā)出載流子,但是這種熱激發(fā)對于來自目標輻射的光子來說是一種干擾,因為紅外探測器的半導(dǎo)體材料中可用于激發(fā)的載流子是一定的,熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子越多,則可用于目標輻射光子激發(fā)的載流子就越少,產(chǎn)生的電信號就會越小。
通過下列兩式可以看出對于波長越長的紅外探測器,其產(chǎn)生電子躍遷所需的電離能就越小,就越容易受到溫度的影響。若環(huán)境溫度太高導(dǎo)致全部載流子被激發(fā),則沒有載流子可以被光子所激發(fā),探測器將無法工作。
半導(dǎo)體材料中電子受熱運動會引起一定的熱噪聲,如下式:
可以看到溫度與熱噪聲的平方成正比,只有降低硫化鉛紅外探測器的工作溫度,才可以減小熱噪聲的產(chǎn)生,使探測器擁有更高的信噪比。
因此不管為了使熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子數(shù)目減到最少,還是使紅外探測器擁有高信噪比,均需要對探測器進行制冷處理。