2017年红外探测器行业概况及现状分析

　　由于未来作战环境复杂，红外探测技术发展面临严峻挑战，而作为红外型武器的核心——红外探测器，正朝着高灵敏、宽谱段、高分辨率、低功耗、小型化和智能化的方向发展。以下对2017年红外探测器行业概况及现状分析。目前国内从事红外技术产品研制、生产和经营的单位约有400余家，从事红外材料、器件和系统的主要研制单位有：中电11所、兵器211所、8358所、中科院上海技术物理所、205所、航空612所、613所、船舶717所等。大立科技、武汉高德和广州飒特等已成为国内红外民品产业的主力军。初具规模的约有30余家。

　　由于各种原因，国营单位在民用市场的份额约为5%，大立科技、武汉高德和广州飒特三家的市场占有率已在60%以上。中国红外产业用10年的时间从国外行业领先的FLIR、FLUKE等厂商抢回了超过50%的市场份额，初步实现了进口替代的产业目标。

　　目前国产红外产品性能已经基本接近进口产品，但由于品牌影响力等原因，价格只是进口产品的一半。红外产品的核心部件主要靠进口，核心技术受制于人。国内企业的竞争力主要体现在总体技术、光学系统、后续电路、图像处理软件等方面。当然、人才、管理、市场也是竞争力的一部分。

　　红外探测器工业明显分成一个很大的军用部分和一个很小的商用部分。这两个部分在成本、技术复杂性、质量和基础工艺方面存在着显著的差别。随着世界范围内的政治—军事力量环境的戏剧性变 化,人们对红外探测器工业转入商品化市场倍感兴趣。

　　2017-2022年中国红外探测器行业发展前景分析及发展策略研究报告表明，红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。

　　其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟，甚至可以分析物质的分子组成;

　　远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。

　　只有近红外，由于其强度小，穿透力一般，故长期以来没有引起重视，只是近些年来才成为研究热点，因为用近红外技术可以做某些成分的定量检测，最关键的是还不必破坏试样。

　　按照探测原理的划分，目前市场上的红外探测器产品主要分为两大类：

　　(一)热探测器

　　热探测器吸收红外辐射后，温度升高，可以使探测材料产生温差电动势、电阻率变化，自发极化强度变化，或者气体体积与压强变化等，测量这些物理性能的变化就可以测定被吸收的红外辐射能量或功率。分别利用上述不同性能可制成多种热探测器：

　　⑴液态的水银温度计及气动的高莱池(Golaycell)：利用了材料的热胀冷缩效应。

　　⑵热电偶和热电堆：利用了温度梯度可使不同材料间产生温差电动势的温差电效应。

　　⑶石英共振器非制冷红外成像列阵：利用共振频率对温度敏感的原理来实现红外探测。

　　⑷测辐射热计：利用材料的电阻或介电常数的热敏效应—辐射引起温升改变材料电阻—用以探测热辐射。因半导体电阻有高的温度系数而应用最多，测温辐射热计常称“热敏电阻”。另外，由于高温超导材料出现，利用转变温度附近电阻陡变的超导探测器引起重视。如果室温超导成为现实，将是21世纪最引人注目的一类探测器;

　　⑸热释电探测器：有些晶体，如硫酸三甘酞、铌酸锶钡等，当受到红外辐射照射温度升高时，引起自发极化强度变化，结果在垂直于自发极化方向的晶体两个外表面之间产生微小电压，由此能测量红外辐射的功率。

　　(二)光子探测器

　　光子探测器吸收光子后，本身发生电子状态的改变，从而引起内光电效应和外光电效应等光子效应，从光子效应的大小可以测定被吸收的光子数。

　　⑴光电导探测器：又称光敏电阻。半导体吸收能量足够大的光子后，体内一些载流子从束缚态转变为自由态，从而使半导体电导率增大，这种现象称为光电导效应。利用光电导效应制成的光电导探测器分为多晶薄膜型和单晶型两种。

　　⑵光伏探测器：主要利用p-n结的光生伏特效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区，电子进入n区，两部分出现电位差，外电路就有电压或电流信号。与光电导探测器比较，光伏探测器背景限探测率大40%，不需要外加偏置电场和负载电阻，不消耗功率，有高的阻抗。

　　⑶光发射-Schottky势垒探测器：金属和半导体接触，形成Schottky势垒，红外光子透过Si层被PtSi吸收，使电子获得能量跃迁至费米能级，留下空穴越过势垒进入Si衬底，PtSi层的电子被收集，完成红外探测。

　　⑷量子阱探测器(QWIP)：将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格，在其界面有能带突变，使得电子和空穴被限制在低势能阱内，从而能量量子化形成量子阱。利用量子阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。因入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用，光子利用率低;量子阱中基态电子浓度受掺杂限制，量子效率不高;响应光谱区窄;低温要求苛刻。

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