一、熱探測(cè)器與光子探測(cè)器相比的優(yōu)點(diǎn):
熱紅外探測(cè)器對(duì)各種波長(zhǎng)都有響應(yīng),光子探測(cè)器只對(duì)它的長(zhǎng)波限以下的一段波長(zhǎng)區(qū)間有響應(yīng)。
熱探測(cè)器(除低溫測(cè)輻射熱計(jì)外)工作時(shí)不需要冷卻,光子探測(cè)器則多數(shù)需要冷卻。
二、熱探測(cè)器與光子探測(cè)器相比的缺點(diǎn):
熱探測(cè)器的響應(yīng)度一般低于光子探測(cè)器,響應(yīng)時(shí)間一般比光子探測(cè)器長(zhǎng)。
熱探測(cè)器的性能與器件尺寸、形狀,以及工藝細(xì)節(jié)等很有關(guān)系,因此,需要十分講究工藝技巧,產(chǎn)品規(guī)格常不容易穩(wěn)定,有點(diǎn)類似于薄膜型光子紅外探測(cè)器。而單晶型光子探測(cè)器,無論是單晶材料的生產(chǎn)還是器件的制造,在物理機(jī)制方面都比較清楚,工藝也比較先進(jìn)和定型,因而產(chǎn)品比較能夠規(guī)格化。
光子探測(cè)器屬于選擇性探測(cè)器。它只對(duì)具有足夠能量的光子有響應(yīng),即存在一長(zhǎng)波限。在小于長(zhǎng)波限工作時(shí),光電信號(hào)隨波長(zhǎng)的增大而增大。超過長(zhǎng)波限后,光信號(hào)迅速下降到零。長(zhǎng)波限處于紫外,可見光或波長(zhǎng)為2-3μm的近紅外波段時(shí),紅外探測(cè)器可直接在室溫下工作。當(dāng)長(zhǎng)波限在4-5μm時(shí),則需冷卻到干冰溫度,即195K。如果要探測(cè)器延伸到8-15μm或更長(zhǎng)波段工作,則需冷卻到液氮溫度,即77K或更低溫度。
熱紅外探測(cè)器則屬于無選擇性探測(cè)器。即對(duì)不同波長(zhǎng)的單位入射功率,有幾乎相同的輸出信號(hào)。但其光譜響應(yīng)仍受窗口材料所限。熱探測(cè)器通常在室溫下即可正常工作。
光子探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)靈敏度高,響應(yīng)速度快,具有較高的響應(yīng)率。但光子探測(cè)器一般需要在低溫下工作,探測(cè)波段較窄。熱探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)波段寬,可以在室溫工作,使用簡(jiǎn)單。但熱探測(cè)器由于宏觀樣品的加熱與冷卻是一個(gè)緩慢的過程,因此響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),探測(cè)靈敏度低,一般應(yīng)用于低頻調(diào)制的場(chǎng)合??梢哉J(rèn)為,前者是微妙量級(jí),后者是毫秒量級(jí)。
鑒于以上兩種紅外探測(cè)器的局限性,人們迫切需要一種即可在室溫下工作,又有較高響應(yīng)速度和響應(yīng)度,且有一定選擇性的紅外探測(cè)器。同時(shí)要求該探測(cè)器可通過現(xiàn)有的硅微電子工藝實(shí)現(xiàn)。