虎年新干货：高速红外光电探测器为什么这么火？

版块：机械制造类型：普通作者：化工产业技术分享查看：92 回复：0 获赞：0 时间：2022-05-18 19:19:33

近年来，许多工业、军事和科学使用范畴对中远红外（Mid/Far-IR）波长的光电勘探十分感兴趣。导致地球暖化的大气痕量温室气体分子在中红外波长表现出激烈而共同的特征吸收谱线，一般也被称为“分子指纹区域”，使其成为气体传感的抱负区域[1]。

图中红外波段常被称为“分子指纹区域”

自由空间光通讯（FSO）在现代及未来光通讯体系中含义特别，特别是关于构建局域网和建筑物间的通讯链路。光信号在地球大气层内传输，大气中水汽的吸收和雾霾的瑞利散射下降，且更长的波长具有更好的衍射才能，使中远红外波长区域对自由空间光通讯和激光雷达（LiDAR）的使用更具有吸引力[2-3]。

中红外光频率梳（MIR Frequency Comb）最近的开展，为频率梳光谱学带来了新的机会，它供给了宽光谱规模、准确的分辨率和快速的收集时刻。在中波红外和长波红外规模内，频率梳关于准确界说分子的超精细结构十分有价值。该技术的开展依赖于对射频重复频率光脉冲勘探，因而需求掩盖相应频段的高速红外光电勘探器[4]。

此外，在地空遥感范畴，中红外激光外差光谱仪是一种根据相干勘探原理的光谱测量技能，其使用单色激光与太阳光信号混频，可得到高分辨率的“分子指纹”光谱信息。因为外差混频的原理，是将与激光频率挨近的中远红外信号转移至射频RF规模进行处理，因而，这些高速中红外光谱使用，既需求可以呼应中红外光子的资料，也迫切需求带宽满意高，满意活络的射频运算扩大电路[5]。

今日，大多数用于高功能和宽光谱规模使用的中远红外勘探器都根据窄带隙碲镉汞（MCT）资料，勘探器可以以高量子功率完成1- 30 µm规模内的波长呼应。与近红外光电勘探器比较，中红外勘探器具有更高的噪声，因而对勘探器芯片低温冷却仍被广泛用于进步MCT要害器材的功能。

昕虹光电经过多年研制，推出一款高带宽的中红外光电勘探器——HFPD-M-B高速MCT制冷型光电勘探器。勘探器对2~12um的中红外光谱波段光波灵敏，专为有高速信号勘探需求的使用特别定制，可以满意最高到100MHz高频信号输出。

图昕虹光电HFPD-M-B高速MCT制冷型光电勘探器

HFPD-M-B支撑直流或沟通耦合输出。勘探器与前置扩大电路、半导体热电冷却器（TEC）控制器高度集成，经过反应电路将勘探器元件的温度控制在负四十摄氏度以下，从而将热噪声对输出信号的影响减小。勘探器外壳选用全铝合金资料，既可起到屏蔽环境电磁搅扰，也具有杰出的散热功能。

技能参数

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参考文献

[1]B. Schrader,Infrared and Raman Spectroscopy: Methods and Applications(John Wiley & Sons, 2008)

[2]J. J. Liu, B. L. Stann, K. K. Klett, P. S. Cho, and P. M. Pellegrino, “Mid and long-wave infrared free-space optical communication,” inLaser Communication and Propagation through the Atmosphere and Oceans VIII(International Society for Optics and Photonics, 2019), 11133, p. 1113302.

[3]Y. Gong, L. Bu, B. Yang, and F. Mustafa, “High Repetition Rate Mid-Infrared Differential Absorption Lidar for Atmospheric Pollution Detection,” Sensors20(8), 2211 (2020).

[4]A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, “Mid-infrared frequency combs,” Nat. Photonics6(7), 440–449 (2012).

[5]Atmospheric trace gas measurements using laser heterodyne spectroscopy,Damien Weidmann, in “Advances in Spectroscopic Monitoring of the Atmosphere”, W. Chen, D.S. Venables, M.W. Sigrist (Eds), pages 159-223, Elsevier, 2021. doi:10.1016/B978-0-12-815014-6.00005-1

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近年来，许多工业、军事和科学使用范畴对中远红外（Mid/Far-IR）波长的光电勘探十分感兴趣。导致地球暖化的大气痕量温室气体分子在中红外波长表现出激烈而共同的特征吸收谱线，一般也被称为“分子指纹区域”，使其成为气体传感的抱负区域[1]。<img src="uploadfiles/images/1429/20220518/191932_kmdE9g.png" title="image.png" alt="image.png"/>图 中红外波段常被称为“分子指纹区域”自由空间光通讯（FSO）在现代及未来光通讯体系中含义特别，特别是关于构建局域网和建筑物间的通讯链路。光信号在地球大气层内传输，大气中水汽的吸收和雾霾的瑞利散射下降，且更长的波长具有更好的衍射才能，使中远红外波长区域对自由空间光通讯和激光雷达（LiDAR）的使用更具有吸引力[2-3]。中红外光频率梳（MIR Frequency Comb）最近的开展，为频率梳光谱学带来了新的机会，它供给了宽光谱规模、准确的分辨率和快速的收集时刻。在中波红外和长波红外规模内，频率梳关于准确界说分子的超精细结构十分有价值。该技术的开展依赖于对射频重复频率光脉冲勘探，因而需求掩盖相应频段的高速红外光电勘探器[4]。此外，在地空遥感范畴，中红外激光外差光谱仪是一种根据相干勘探原理的光谱测量技能，其使用单色激光与太阳光信号混频，可得到高分辨率的“分子指纹”光谱信息。因为外差混频的原理，是将与激光频率挨近的中远红外信号转移至射频RF规模进行处理，因而，这些高速中红外光谱使用，既需求可以呼应中红外光子的资料，也迫切需求带宽满意高，满意活络的射频运算扩大电路[5]。今日，大多数用于高功能和宽光谱规模使用的中远红外勘探器都根据窄带隙碲镉汞（MCT）资料，勘探器可以以高量子功率完成1- 30 µm规模内的波长呼应。与近红外光电勘探器比较，中红外勘探器具有更高的噪声，因而对勘探器芯片低温冷却仍被广泛用于进步MCT要害器材的功能。昕虹光电经过多年研制，推出一款高带宽的中红外光电勘探器——HFPD-M-B高速MCT制冷型光电勘探器。勘探器对2~12um的中红外光谱波段光波灵敏，专为有高速信号勘探需求的使用特别定制，可以满意最高到100MHz高频信号输出。<img src="uploadfiles/images/1429/20220518/191932_sAkLNC.png" title="image.png" alt="image.png"/>图 昕虹光电HFPD-M-B高速MCT制冷型光电勘探器HFPD-M-B支撑直流或沟通耦合输出。勘探器与前置扩大电路、半导体热电冷却器（TEC）控制器高度集成，经过反应电路将勘探器元件的温度控制在负四十摄氏度以下，从而将热噪声对输出信号的影响减小。勘探器外壳选用全铝合金资料，既可起到屏蔽环境电磁搅扰，也具有杰出的散热功能。技能参数<img style="max-width:800px;max-height:300%;" src="uploadfiles/images/1429/20220518/191932_BH7t5w.png" title="微信图片_20220217093754.png" alt="微信图片_20220217093754.png"/>参考文献[1]B. Schrader,Infrared and Raman Spectroscopy: Methods and Applications(John Wiley & Sons, 2008)[2]J. J. Liu, B. L. Stann, K. K. Klett, P. S. Cho, and P. M. Pellegrino, “Mid and long-wave infrared free-space optical communication,” inLaser Communication and Propagation through the Atmosphere and Oceans VIII(International Society for Optics and Photonics, 2019), 11133, p. 1113302.[3]Y. Gong, L. Bu, B. Yang, and F. Mustafa, “High Repetition Rate Mid-Infrared Differential Absorption Lidar for Atmospheric Pollution Detection,” Sensors20(8), 2211 (2020).[4]A. Schliesser, N. Picqué, and T. W. Hänsch, “Mid-infrared frequency combs,” Nat. Photonics6(7), 440–449 (2012).[5]Atmospheric trace gas measurements using laser heterodyne spectroscopy,Damien Weidmann, in “Advances in Spectroscopic Monitoring of the Atmosphere”, W. Chen, D.S. Venables, M.W. Sigrist (Eds), pages 159-223, Elsevier, 2021. doi:10.1016/B978-0-12-815014-6.00005-1 
 
 
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