Challenges of small-pixel infrared detectors: a review

物理 像素 探测器 红外线的 光学 光传递函数 红外探测器 图像分辨率 工作温度 光电子学 热力学
作者
Antoni Rogalski,Piotr Martyniuk,M. Kopytko
出处
期刊:Reports on Progress in Physics [IOP Publishing]
卷期号:79 (4): 046501-046501 被引量:217
标识
DOI:10.1088/0034-4885/79/4/046501
摘要

In the last two decades, several new concepts for improving the performance of infrared detectors have been proposed. These new concepts particularly address the drive towards the so-called high operating temperature focal plane arrays (FPAs), aiming to increase detector operating temperatures, and as a consequence reduce the cost of infrared systems. In imaging systems with the above megapixel formats, pixel dimension plays a crucial role in determining critical system attributes such as system size, weight and power consumption (SWaP). The advent of smaller pixels has also resulted in the superior spatial and temperature resolution of these systems. Optimum pixel dimensions are limited by diffraction effects from the aperture, and are in turn wavelength-dependent. In this paper, the key challenges in realizing optimum pixel dimensions in FPA design including dark current, pixel hybridization, pixel delineation, and unit cell readout capacity are outlined to achieve a sufficiently adequate modulation transfer function for the ultra-small pitches involved. Both photon and thermal detectors have been considered. Concerning infrared photon detectors, the trade-offs between two types of competing technology-HgCdTe material systems and III-V materials (mainly barrier detectors)-have been investigated.
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