宽禁带紫外光电探测器

1、LOGOLOGO 引言引言一一 宽禁带半导体紫外探测器概述宽禁带半导体紫外探测器概述二二LOGO 第一代元素半导体材料第一代元素半导体材料Si以及第二代化合物半导体以及第二代化合物半导体GaAs、InP等材料由于等材料由于具有禁带宽度小、器件长波截止波长大、最高工作温度低等特点而使得器具有禁带宽度小、器件长波截止波长大、最高工作温度低等特点而使得器件的特性及使用存在很大局限性，满足不了目前军事系统的要求。件的特性及使用存在很大局限性，满足不了目前军事系统的要求。 第三代宽带隙半导体材料主要包括第三代宽带隙半导体材料主要包括SiC、GaN、ZnO和金刚石等，同第一、和金刚石等，同第一、二代电子材

2、料相比，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、二代电子材料相比，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、导热性能好等特点，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电导热性能好等特点，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件；而利用其特有的宽禁带，还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器子器件；而利用其特有的宽禁带，还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器件和光探测器件。件和光探测器件。一、引言一、引言LOGO表1 Si、GaAs和宽带隙半导体材料的特性对比材材 料料Si和和GaAs宽带隙半导体材料宽带隙半导体材料SiGaAsSiC金刚石金刚石GaNZnO带隙类型带隙类型间

3、接间接直接直接间接间接间接间接直接直接直接直接禁带宽度禁带宽度(eV)1.1191.4282.9945.53.363.37熔点熔点()142012382830400017001975热导率热导率(W/cmK)1.400.544.9201.5-电子迁移率电子迁移率(cm2/Vs)1350800010002200900-介电常数介电常数11.913.189.75.58.9-饱和速率饱和速率(cm/s)1107210721072.71072.5107-一、引言一、引言LOGO 在紫外探测器方面，目前已投入商业和军事应用的比较常见的是光电在紫外探测器方面，目前已投入商业和军事应用的比较常见的是光电倍增

4、管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体积笨重、易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需积笨重、易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需要附带滤光片，这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。要附带滤光片，这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。 在过去十几年中，为了避免使用昂贵的滤光器，实现紫外探测器在太在过去十几年中，为了避免使用昂贵的滤光器，实现紫外探测器在太阳盲区下运行，以材料和外延技术较为成熟的阳盲区下运行，以材料和外延技术较为成熟的SiCSiC、GaNGaN为代表的宽为代表的宽带隙半导体紫外探

5、测器引起世界各国重视。带隙半导体紫外探测器引起世界各国重视。一、引言一、引言LOGO 宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势，用它们制作的宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势，用它们制作的器件在军用、民用领域有更好的发展前景，一直受到半导体业界人士的关注。器件在军用、民用领域有更好的发展前景，一直受到半导体业界人士的关注。 但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十分缓慢。直到分缓慢。直到20世纪世纪80年代后期至年代后期至90年代初，年代初，SiC单晶生长技术和单晶

6、生长技术和GaN异质结异质结外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。 用用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫外探测器和外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性，并开始更优异的特性，并开始取得非常引人注目的进展。取得非常引人注目的进展。 一、引言一、引言LOGOv 由于由于SiCSiC、GaNGaN等宽禁带半导体材料在军事领域具有巨大的应用潜力，等宽禁带半导体材料在

7、军事领域具有巨大的应用潜力，很多国家都开展了相关材料与器件的研究：很多国家都开展了相关材料与器件的研究： 美国军方十分重视美国军方十分重视SiCSiC、GaNGaN器件，美国国防部高级研究计划局器件，美国国防部高级研究计划局(DARPA)(DARPA)、ONRONR、空军研究实验室空军研究实验室(AFRL)(AFRL)、美国弹道导弹防御组织、美国弹道导弹防御组织(BMDO)(BMDO)等部门一直把等部门一直把GaNGaN微波微波功率器件作为重点支持的领域。功率器件作为重点支持的领域。 在美国军方的支持下，在美国军方的支持下，CREECREE公司于公司于20012001年已将年已将GaN HEM

8、TGaN HEMT器件与相关的外延材器件与相关的外延材料用航天飞机运载到空间站并将它们安置在空间站的舱外，进行轨道运行试验，料用航天飞机运载到空间站并将它们安置在空间站的舱外，进行轨道运行试验，以便真实地评估器件的可靠性和抗辐照能力。以便真实地评估器件的可靠性和抗辐照能力。 为了进一步推进宽禁带半导体器件的发展，美国国防部在为了进一步推进宽禁带半导体器件的发展，美国国防部在20012001年启动宽禁带半导年启动宽禁带半导体技术创新计划体技术创新计划(WBSTI)(WBSTI)，重点解决材料质量和器件制造技术问题，促进此类器，重点解决材料质量和器件制造技术问题，促进此类器件工程化应用的进展。件工

9、程化应用的进展。一、引言一、引言 LOGO 相比之下，我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步晚，而且研究单位较相比之下，我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步晚，而且研究单位较少，存在生长设备落后、投入不足、缺少高质量大尺寸的衬底、外延生长少，存在生长设备落后、投入不足、缺少高质量大尺寸的衬底、外延生长技术不成熟等问题，进展较慢，还处在初步阶段。技术不成熟等问题，进展较慢，还处在初步阶段。 虽然军事上、民用上都迫切需要高性能、高可靠性的紫外探测器，但目前所虽然军事上、民用上都迫切需要高性能、高可靠性的紫外探测器，但目前所研制的宽禁带半导体紫外探测器还未达到商品化的程度。研制的宽禁带半导体紫外探

10、测器还未达到商品化的程度。 紫外探测器的性能受到多方面因素的影响，要制备性能优越的紫外探测器，紫外探测器的性能受到多方面因素的影响，要制备性能优越的紫外探测器，可以从以下几个问题入手：可以从以下几个问题入手：1 1）宽禁带半导体材料的生长技术；）宽禁带半导体材料的生长技术；2 2）宽禁带）宽禁带半导体紫外探测器的关键工艺技术；半导体紫外探测器的关键工艺技术；3 3）探测器结构的设计与优化。）探测器结构的设计与优化。一、引言一、引言 LOGO 紫外探测器的主要参数包括暗电流、光电流、响应度、量子效紫外探测器的主要参数包括暗电流、光电流、响应度、量子效率和响应时间等。率和响应时间等。 1、紫外探测

11、器的性能参数、紫外探测器的性能参数 二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述LOGO 二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述 当不同波长的光照射探测器时，只有能量满足一定条件的光子才能激发出光生当不同波长的光照射探测器时，只有能量满足一定条件的光子才能激发出光生载流子从而产生光生电流。载流子从而产生光生电流。 对于半导体材料，要发生本征吸收，光子能量必须大于或者等于禁带宽度，即对于半导体材料，要发生本征吸收，光子能量必须大于或者等于禁带宽度，即对应于本征吸收光谱，探测器对光的响应在长波方面存在一个波长界限对应于本征吸收光谱，探测器对光的响应在长波方面存

12、在一个波长界限 0 0，根据根据发生本征吸收的条件发生本征吸收的条件gEhh0可得到本征吸收长波限的公式为可得到本征吸收长波限的公式为)()(24. 10meVEEhcggLOGO 二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述 根据半导体材料的禁带宽度，可以算出相应的本征吸收长波限。根据半导体材料的禁带宽度，可以算出相应的本征吸收长波限。 对于对于GaN材料而言，材料而言，Eg=3.4eV，则，则GaN探测器的长波限探测器的长波限0365nm。 对于对于4H-SiC材料，材料，Eg=3.26eV，则其长波限，则其长波限0380nm 。 从计算结果可以看出，从计算结果可以看出，G

13、aN、4H-SiC材料的本征吸收长波限都在紫外区。材料的本征吸收长波限都在紫外区。LOGO 二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述 光电响应度是表征探测器将入射光转换为电信号能力的一个参数。光电光电响应度是表征探测器将入射光转换为电信号能力的一个参数。光电响应度也称光电灵敏度，定义为单位入射光功率与所产生的平均光电流之比，响应度也称光电灵敏度，定义为单位入射光功率与所产生的平均光电流之比，单位为单位为A/WA/W。24. 1)( mhqPIRoptph由上式可知，由上式可知，R与与成正比，所以短波长探测器的响应度比起长波长的探测器成正比，所以短波长探测器的响应度比起长波长

14、的探测器来说响应度较小。假设来说响应度较小。假设=1，则当波长为，则当波长为365nm时，响应率时，响应率R=0.294A/W；当；当波长为波长为200nm时，响应率时，响应率R=0.161A/W。 LOGO二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述 量子效率分为内量子效率和外量子效率：量子效率分为内量子效率和外量子效率： 内量子效率定义为入射至器件中的每一个光子所产生的电子内量子效率定义为入射至器件中的每一个光子所产生的电子- -空穴对数目，即空穴对数目，即入射的光子数空穴对个数产生的电子i 在实际应用中，入射光的一部分在器件表面被反射掉，在有源层中被吸收部分在实际应用中，

15、入射光的一部分在器件表面被反射掉，在有源层中被吸收部分的大小又取决于材料的吸收系数和厚度，所以实际上只是部分的的大小又取决于材料的吸收系数和厚度，所以实际上只是部分的Popt能被器件有效能被器件有效地吸收而转化为光电流。定义外量子效率为地吸收而转化为光电流。定义外量子效率为)1 ()1 ()1 ()()()(0WdfidfeeReRLOGO 宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势，用它们制作的宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势，用它们制作的器件在高功率、高温、高频和短波长应用方面具有比器件在高功率、高温、高频和短波长应用方面具有比SiSi、GaAsGaAs等

16、器件优越得等器件优越得多的工作特性，使得它们在军用、民用领域有更好的发展前景，一直受到半多的工作特性，使得它们在军用、民用领域有更好的发展前景，一直受到半导体业界人士的关注。导体业界人士的关注。 但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十分缓慢。直到分缓慢。直到2020世纪世纪8080年代后期至年代后期至9090年代初，年代初，SiCSiC单晶生长技术和单晶生长技术和GaNGaN异质异质结外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。结外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用

17、得到迅速的发展。 用用SiCSiC、GaNGaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫外探测器和紫外探测器和MEMSMEMS器件等重要领域显示出比硅和器件等重要领域显示出比硅和GaAsGaAs更优异的特性，并开更优异的特性，并开始取得非常引人注目的进展。始取得非常引人注目的进展。二、宽禁带半导体紫外探测器概述二、宽禁带半导体紫外探测器概述 2、宽禁带半导体紫外探测器、宽禁带半导体紫外探测器 LOGO SiC的热导率、临界击穿电场、电子饱和速度等都比的热导率、临界击穿电场、电子饱和速度等都比Si的高很多，与的高很多，与S

18、i相比更相比更适合于制造紫外光探测器。适合于制造紫外光探测器。 用用SiC制作的紫外光探测器对可见光和红外光不敏感，这对于在可见光和红制作的紫外光探测器对可见光和红外光不敏感，这对于在可见光和红外光背景中探测紫外辐射是非常重要的。外光背景中探测紫外辐射是非常重要的。 但由于但由于SiC具有间接带隙，使得探测器灵敏度受到限制。具有间接带隙，使得探测器灵敏度受到限制。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (1) SiC紫外探测器紫外探测器 LOGO GaN的禁带宽度为的禁带宽度为3.4eV，是直接带隙半导体，它的热导、热稳定性、化学惰，是直接带隙半导体，它的热导、热稳定性、

19、化学惰性、击穿电场和带隙宽度都可与性、击穿电场和带隙宽度都可与SiC相比。相比。 GaN还具有高的辐射电阻、易制成欧姆接触和异质结结构，这对制造复杂结构还具有高的辐射电阻、易制成欧姆接触和异质结结构，这对制造复杂结构的器件非常重要。的器件非常重要。 三元合金三元合金AlxGa1-xN的禁带宽度随的禁带宽度随Al组分的变化可以从组分的变化可以从GaN(x0)的的3.4eV连续变连续变化到化到AlN(x=1)的的6.2eV，因此理论上讲利用这种材料研制的紫外探测器的截止，因此理论上讲利用这种材料研制的紫外探测器的截止波长可以连续地从波长可以连续地从365nm变化到变化到200nm，是制作紫外探测器

20、的理想材料之一。，是制作紫外探测器的理想材料之一。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (2) GaNGaN基紫外探测器基紫外探测器 LOGO ZnO是一种新型的是一种新型的-族直接带隙宽禁带化合物半导体材料，室温下禁带宽度为族直接带隙宽禁带化合物半导体材料，室温下禁带宽度为3.37eV。ZnO和和GaN同为六角纤锌矿结构，具有相近的晶格常数和同为六角纤锌矿结构，具有相近的晶格常数和Eg，且，且ZnO具具有更高的熔点和激子束缚能以及良好的机电耦合性和较低的电子诱生缺陷。有更高的熔点和激子束缚能以及良好的机电耦合性和较低的电子诱生缺陷。 此外，此外，ZnO薄膜的外延生长温

21、度较低，有利于降低设备成本，抑制固相外扩散，薄膜的外延生长温度较低，有利于降低设备成本，抑制固相外扩散，提高薄膜质量，也易于实现掺杂。提高薄膜质量，也易于实现掺杂。 ZnO薄膜所具有的这些优异特性，使其在紫外光探测、表面声波器件、太阳能电薄膜所具有的这些优异特性，使其在紫外光探测、表面声波器件、太阳能电池、可变电阻等诸多领域得到了广泛应用。池、可变电阻等诸多领域得到了广泛应用。 ZnO薄膜传感器具有响应速度快、集成化程度高、功率低、灵敏度高、选择性好、薄膜传感器具有响应速度快、集成化程度高、功率低、灵敏度高、选择性好、原料低廉易得等优点。原料低廉易得等优点。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽

22、禁带半导体紫外探测器简介 (3) ZnO基紫外探测器基紫外探测器 LOGO 金刚石是禁带宽度为金刚石是禁带宽度为5.45eV的宽带隙半导体材料，具有高的载流子迁移率、高的宽带隙半导体材料，具有高的载流子迁移率、高的击穿电压、高的热导率、高掺杂性和化学惰性，是非常适合于制备探测器的击穿电压、高的热导率、高掺杂性和化学惰性，是非常适合于制备探测器件的材料。件的材料。 由于金刚石膜的禁带宽度比由于金刚石膜的禁带宽度比GaN大，在短于大，在短于230nm的紫外光部分，金刚石膜探的紫外光部分，金刚石膜探测器有很大的光谱响应，且具有很强的可见光盲性，它的光生电流比测器有很大的光谱响应，且具有很强的可见光盲

23、性，它的光生电流比Si探测探测器高得多，信噪比及信号稳定性也比器高得多，信噪比及信号稳定性也比Si的强。的强。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (4) 金刚石紫外探测器金刚石紫外探测器 LOGO二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 2 2、宽禁带半导体紫外探测器的结构、宽禁带半导体紫外探测器的结构 根据基本工作方式的不同，宽禁带半导体紫外探测器可以分为根据基本工作方式的不同，宽禁带半导体紫外探测器可以分为光电导探测器（无结器件）和光生伏特探测器（结型器件），其中光电导探测器（无结器件）和光生伏特探测器（结型器件），其中光生伏特探测器又分为肖特

24、基势垒型、金属光生伏特探测器又分为肖特基势垒型、金属- -半导体半导体- -金属（金属（MSMMSM）型、型、pnpn结型、结型、pinpin结型等。结型等。 LOGO几种不同类型宽禁带半导体紫外探测器结构示意图几种不同类型宽禁带半导体紫外探测器结构示意图二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 2 2、宽禁带半导体紫外探测器的结构、宽禁带半导体紫外探测器的结构 LOGO 光电导探测器，简称光电导探测器，简称PC探测器，是利用光电导效应制作的光探测器。探测器，是利用光电导效应制作的光探测器。 一块半导体体材料和两个欧姆接触即可构成光导型结构的紫外探测器。一块半导体体材料和两

25、个欧姆接触即可构成光导型结构的紫外探测器。 光导型紫外探测器具有结构简单、工艺容易和内部增益高等优点，但不足之光导型紫外探测器具有结构简单、工艺容易和内部增益高等优点，但不足之处是响应速度慢、暗电流大。处是响应速度慢、暗电流大。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (1) 光导型紫外探测器光导型紫外探测器 LOGO 实际上就是一个肖特基势垒二极管，可集高的响应度与低的暗电流于一身，具实际上就是一个肖特基势垒二极管，可集高的响应度与低的暗电流于一身，具有响应时间短、量子效率高、势垒高度高、回避有响应时间短、量子效率高、势垒高度高、回避p p型等优点。型等优点。 但它存在一

26、些问题：但它存在一些问题：1 1）由于光照射半导体时必须通过金属电极入射或者通过透明的衬底背面入射，因而入射光）由于光照射半导体时必须通过金属电极入射或者通过透明的衬底背面入射，因而入射光会受到较大损失。但是因为大多数半导体在紫外波段都吸收很厉害，吸收系数一般较大，会受到较大损失。但是因为大多数半导体在紫外波段都吸收很厉害，吸收系数一般较大，所以使用良好的抗反射层，使大部分光吸收在表面结附近是完全可以实现的；所以使用良好的抗反射层，使大部分光吸收在表面结附近是完全可以实现的；2 2）金属）金属- -半导体接触所形成的结比较浅，主要在半导体表面附近；半导体接触所形成的结比较浅，主要在半导体表面附

27、近；3 3）肖特基结构受表面态影响严重，表面态由很多深能级组成，可加剧光生电子）肖特基结构受表面态影响严重，表面态由很多深能级组成，可加剧光生电子- -空穴对的复空穴对的复合，从而降低器件的量子效率。要消除表面态是非常困难的，这在一定程度上制约了肖合，从而降低器件的量子效率。要消除表面态是非常困难的，这在一定程度上制约了肖特基结构器件的发展。特基结构器件的发展。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (2) 肖特基势垒紫外探测器肖特基势垒紫外探测器 LOGO 1985年德国半导体电子研究所率先发明了横向结构叉指状电极的肖特基光电年德国半导体电子研究所率先发明了横向结构叉指

28、状电极的肖特基光电二极管二极管(MSM-PD)，改善了传统光电二极管的性能。，改善了传统光电二极管的性能。二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (3) MSM型紫外探测器型紫外探测器 此结构是用平面线型叉指电极和半导体材料形成此结构是用平面线型叉指电极和半导体材料形成“背靠背背靠背”的双肖特基势垒。的双肖特基势垒。当当 在电极上加上直流偏置电压时，一个势垒正向偏置，另一个势垒则反向偏置，在电极上加上直流偏置电压时，一个势垒正向偏置，另一个势垒则反向偏置，因此暗电流极小，几乎比同种材料的光电导探测器的暗电流小因此暗电流极小，几乎比同种材料的光电导探测器的暗电流小3-5个数

29、量级。个数量级。 MSM型光伏探测器不需要进行型光伏探测器不需要进行p型掺杂，具有响应度高、速度快、随偏压变化型掺杂，具有响应度高、速度快、随偏压变化小、制备工艺简单、造价低、易于单片集成等优点，得到人们的普遍关注。小、制备工艺简单、造价低、易于单片集成等优点，得到人们的普遍关注。LOGO pn结光伏型探测器是将结区做成一个结光伏型探测器是将结区做成一个pn结，当适当频率的光照射探测器的有结，当适当频率的光照射探测器的有源区时，光生载流子在内建电场的作用下在外电路形成光电流；源区时，光生载流子在内建电场的作用下在外电路形成光电流； 它在一般的光伏工作模式下没有内增益，当它在一般的光伏工作模式下

30、没有内增益，当pn结正偏时导通，其暗电流远远结正偏时导通，其暗电流远远大于光生电流，而反偏时，只有很小的暗电流，所以，探测器常常工作在反大于光生电流，而反偏时，只有很小的暗电流，所以，探测器常常工作在反偏状态；偏状态； 一般一般p区和区和n区的厚度远大于结区，所以电流主要由扩散电流决定，而且主要区的厚度远大于结区，所以电流主要由扩散电流决定，而且主要取决于表层吸收产生的载流子，因此在很大程度上降低了探测器的响应时间。取决于表层吸收产生的载流子，因此在很大程度上降低了探测器的响应时间。 二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (4) pn结型紫外探测器结型紫外探测器 LOG

31、O 二、宽禁带半导体紫外探测器简介二、宽禁带半导体紫外探测器简介 (5) pin结型紫外探测器结型紫外探测器 为有效地提高器件灵敏度和响应速度，可以在为有效地提高器件灵敏度和响应速度，可以在p层和层和n层之间夹入一层本征层之间夹入一层本征 的的i层，以增加耗尽层的宽度。层，以增加耗尽层的宽度。 为使为使pin器件具有高的响应速度，结构设计应尽量使光在耗尽区吸收，器件具有高的响应速度，结构设计应尽量使光在耗尽区吸收，p层层的厚度要较小。的厚度要较小。 一般一般pin光电二级管工作于零偏（光伏模式）或反向偏置下（光电二极管模光电二级管工作于零偏（光伏模式）或反向偏置下（光电二极管模式），使光生电流

32、和暗电流的差别最大，从而使灵敏度提高。式），使光生电流和暗电流的差别最大，从而使灵敏度提高。 在不是太高的偏压下，随反向偏压的增加，不仅响应率提高，而且响应速在不是太高的偏压下，随反向偏压的增加，不仅响应率提高，而且响应速度也提高，这是因为随偏压的增加，耗尽区加宽，降低了结电容，因而有较度也提高，这是因为随偏压的增加，耗尽区加宽，降低了结电容，因而有较小的小的RC时间常数。时间常数。LOGO三、紫外探测器的应用三、紫外探测器的应用 LOGO 宽禁带半导体紫外探测技术与传统的红外及其它光电探测方式相比具有宽禁带半导体紫外探测技术与传统的红外及其它光电探测方式相比具有不可比拟的技术优势，主要表现在

33、：不可比拟的技术优势，主要表现在： 在紫外区，由空间造成的紫外背景辐射较少，同时由于中紫外区位于太阳盲区，在紫外区，由空间造成的紫外背景辐射较少，同时由于中紫外区位于太阳盲区，系统避开了最大的自然光源，信号检测难度下降，虚警率下降，从而对发动系统避开了最大的自然光源，信号检测难度下降，虚警率下降，从而对发动机、导弹、等离子体辐射等产生的紫外辐射能作出准确的判断；机、导弹、等离子体辐射等产生的紫外辐射能作出准确的判断； 紫外探测具有极低的误报率；紫外探测具有极低的误报率； 紫外探测属于无源被动探测，不辐射电磁波，隐蔽性好，从而具有较高的军事紫外探测属于无源被动探测，不辐射电磁波，隐蔽性好，从而具

34、有较高的军事价值；价值； 紫外探测技术使系统结构大为简化，不制冷，不扫描，重量减轻，体积减小。紫外探测技术使系统结构大为简化，不制冷，不扫描，重量减轻，体积减小。三、紫外探测器的应用三、紫外探测器的应用 LOGO三、紫外探测器的应用三、紫外探测器的应用 紫外探测器在军事和民用方面均有很高的应用价值：紫外探测器在军事和民用方面均有很高的应用价值： 军事上，紫外探测技术可用于紫外告警、紫外通讯、紫外制导、紫外干扰等军事上，紫外探测技术可用于紫外告警、紫外通讯、紫外制导、紫外干扰等领域。领域。 【19911991年的海湾战争、年的海湾战争、19991999年的科索沃危机，大量高技术武器装备在年的科索

35、沃危机，大量高技术武器装备在战场上的广泛应用及其所取得的惊人作战效果给我们以启迪：未来的高技术战场上的广泛应用及其所取得的惊人作战效果给我们以启迪：未来的高技术战争是电子战发挥巨大作用的战争。没有战争是电子战发挥巨大作用的战争。没有“制电磁权制电磁权”，就很难有，就很难有“制天制天权权”、“制空权制空权”、“制海权制海权”、“制陆权制陆权”，没有，没有“电磁优势电磁优势”，很难有，很难有“钢铁优势钢铁优势”。】LOGO三、紫外探测器的应用三、紫外探测器的应用 紫外线作为光电电子战威胁频段之一，其技术的军事应用主要有以下几个方面：紫外线作为光电电子战威胁频段之一，其技术的军事应用主要有以下几个方

36、面： 紫外制导紫外制导 尽管红外制导是目前导弹的主流制导方式，尽管红外制导是目前导弹的主流制导方式， 但随着红外对抗技术的日趋成熟，但随着红外对抗技术的日趋成熟，红外制导导弹的功效受到了严重地威胁。红外制导导弹的功效受到了严重地威胁。 为了反红外对抗技术，制导技术正在向双色制导方面发展，这其中也包括红外为了反红外对抗技术，制导技术正在向双色制导方面发展，这其中也包括红外-紫外双色制导方式。紫外双色制导方式。 在受到敌方红外干扰时，仍可使用紫外探测器探测目标的紫外辐射，并把导弹在受到敌方红外干扰时，仍可使用紫外探测器探测目标的紫外辐射，并把导弹导引至目标进行攻击。导引至目标进行攻击。 据报道，美

37、国及北约盟军的陆海军在据报道，美国及北约盟军的陆海军在1989 年装备使用的尾刺年装备使用的尾刺(Stinger Pest) 对对空导弹中就采用了这种红外空导弹中就采用了这种红外-紫外双色制导技术。紫外双色制导技术。LOGO三、紫外探测器的应用三、紫外探测器的应用 紫外预警紫外预警 紫外线为对付导弹的威胁紫外线为对付导弹的威胁, , 导弹入侵报警器是必要的装备。导弹入侵报警器是必要的装备。 目前的导弹入侵报警方式主要有依赖雷达工作的主动式报警和包括红外、激光目前的导弹入侵报警方式主要有依赖雷达工作的主动式报警和包括红外、激光和紫外线告警为主的被动式报警。和紫外线告警为主的被动式报警。 紫外预警

38、是根据紫外探测器对导弹等飞行目标尾焰中的紫外辐射灵敏的特性，紫外预警是根据紫外探测器对导弹等飞行目标尾焰中的紫外辐射灵敏的特性，对短程空对短程空- -空导弹及地空导弹及地- -空导弹，尤其是对雷达告警所不能探测的紫外制导导弹空导弹，尤其是对雷达告警所不能探测的紫外制导导弹进行近距离预警，保护直升机、运输机等慢速平台免遭其它导弹的攻击。进行近距离预警，保护直升机、运输机等慢速平台免遭其它导弹的攻击。 国外已研制成功了多种紫外线报警器。美国洛拉尔公司在国外已研制成功了多种紫外线报警器。美国洛拉尔公司在1988 1988 年就为美国海年就为美国海军的军的C-1305 C-1305 直升机和直升机和P-3S P-3S 运输机研制成功了世界上第一台紫外报警器运输机研制成功了世界上第一台紫外报警器AAR-47AAR-47，不久就有上千套不久就有上千套分别装备于美、英、加、澳等国的飞机。分别装备于美、英、加、澳等国的飞机。 美国西美国西屋公司在美国海军的资助下也研制出屋公司在美国海军的资助下也研制出PMAW S-2000 PMAW S