熱紅外探測(cè)器的探測(cè)率與光子探測(cè)器越有2個(gè)數(shù)量級(jí)之差,可從兩個(gè)方面提高溫度靈敏度,一個(gè)途徑是盡量延伸器件光譜響應(yīng)的長波限。低溫工作的光子探測(cè)器長波限較短。
如碲鎘汞面陣(77k)的長波限不超過9.5微米,長波限達(dá)11微米的碲鎘汞面陣需要致冷至70K,致冷功率較大。原理上講,熱探測(cè)器應(yīng)當(dāng)有相當(dāng)寬的光譜響應(yīng)范圍,延伸至14微米以上并無困難,主要困難在于探光敏材料在長波段的吸收率。ML073光敏材料為非晶硅,在熱紅外波段吸收率并不高。
因此,在光敏元與R=100%反射器之間設(shè)置了入/4的間隔,起到抗反射效果。設(shè)計(jì)的間隔可保證對(duì)12μm長波輻射的反射損失小于3%,在8-14μm波段有較均勻的高吸收率。由于干涉效應(yīng),小于4μm波段的光譜響應(yīng)起伏很大。器件窗口已鍍短波截止濾光膜,濾除小于8μm的輻射。
提高系統(tǒng)溫度靈敏度另一辦法是選用低F數(shù)的光學(xué)系統(tǒng)。光子紅外探測(cè)器為減少背景噪聲,都需要設(shè)置冷屏。受到杜瓦尺寸限制,接收孔徑角不能很大,一次你系統(tǒng)F數(shù)都比較大。而室溫焦平面面陣無此類限制,目前商用系統(tǒng)配F/0.8紅外鏡頭,NETD約80-100mK。
雖然,與致冷光探測(cè)器面陣的熱像儀NETD達(dá)25-40mK相比,溫度靈敏度較低,但室溫焦平面面陣有價(jià)格低、可靠性高、功耗省等優(yōu)點(diǎn),這些都是低溫工作的光子紅外探測(cè)器所不具備的。