新型单片集成滤波器双波段InGaAs FPA：1.38μm与1.60μm波段探测器

"这篇论文介绍了一种新型的单片集成滤波器微结构的双波段短波红外（SWIR）InGaAs焦平面阵列（FPA）。研究重点是利用InGaAs外延材料的优秀光电性能，设计并制造了针对1.38μm和1.60μm中心波长的探测器。探测器采用台面结构和Fabry-Perot腔，通过热蒸发工艺实现。测量结果显示，1.38μm波段探测器的带宽为46nm，1.60μm波段的带宽为54nm。该技术进一步将400×2的双波段单片探测器与400×1读出电路引线键合，形成了400×2的双波段InGaAs FPA。在室温下，两个波段的FPA分别显示出良好的检测度、不均匀性和响应带宽。这种单片双波段InGaAs FPA对于构建紧凑、低成本且高精度的光电检测系统具有重要意义。" 本文主要涉及以下知识点： 1. **InGaAs外延材料**：InGaAs（铟镓砷）是一种半导体材料，因其在短波红外区域的优异光电性能而被广泛用于光电子器件，特别是在光探测器领域。 2. **双波段探测器**：该研究关注的是同时在1.38μm和1.60μm波段工作的探测器，这两个波段在多种应用中具有重要价值，如光通信、遥感和成像。 3. **台面结构和Fabry-Perot腔**：台面结构有助于减少表面散射，提高探测效率；Fabry-Perot腔是一种干涉型光学谐振腔，通过调整其厚度可以控制探测器对特定波长的敏感度。 4. **热蒸发工艺**：这是一种常见的纳米制造技术，用于沉积材料，如金属，形成探测器的滤波器和其他微观结构。 5. **探测器的电流-电压特性**：这是衡量探测器性能的关键指标，电流-电压特性曲线反映了探测器对入射光的响应。 6. **响应谱**：表示探测器对不同波长光的响应，这里的1.38μm和1.60μm波段的带宽分别为46nm和54nm，表明探测器具有较窄的光谱响应范围，有助于实现更精确的光谱区分。 7. **双波段InGaAs焦平面阵列（FPA）**：400×2的FPA由单片双波段探测器和读出电路组成，提供了大面积的同步探测能力。 8. **检测度D***：衡量探测器灵敏度的参数，FPA在1.38μm和1.60μm波段的检测度分别为7.71×1011cmHz1/2/W和6.06×1011cmHz1/2/W。 9. **不均匀性**：描述FPA中各像素间的响应差异，低不均匀性意味着更好的图像质量。 10. **响应带宽**：探测器能够有效响应的光频率范围，直接影响其在特定应用中的适用性。 11. **非工作像素比例**：指FPA中无法正常工作的像素数量，此处为0.25%，表明FPA的制造质量较高。 这种单片集成的双波段InGaAs FPA技术为短波红外领域的高性能成像和探测提供了新的解决方案，尤其适用于需要同时探测多个波段的应用场景，如环境监测、军事侦察和医学成像等。