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紫外探測技術(shù)是繼紅外和激光探測技術(shù)之后發(fā)展起來的軍民兩用光電探測技術(shù)。由于紫外光的波長比可見光短，因而它又稱為"黑光"，因為它可以引起某些材料在黑暗中發(fā)光。因此，它在公安刑偵、紙幣與證件等防偽檢測方面均有很好的應用；在醫(yī)學、生物學等領(lǐng)域有著廣泛的應用，如在檢測診斷皮膚病時可直接看到病變細節(jié)，并可用它來檢測癌細胞、微生物、血色素、白血球、紅血球、細胞核等，其檢測不但迅速、準確，而且直觀、清楚；在軍事上，它主要用于紫外告警、紫外通信、紫外/紅外復合制導和導彈跟蹤及監(jiān)視天空、研究遠距離星體等方面。

一、紫外成像器件類型

（1）紫外成像增強器。它是一種為導彈羽煙紫外輻射探測的一種探測器。其中，微通道（MCP）像增強器具有響應速度快、抗磁場干擾能力強、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、圖像讀出方便等優(yōu)點，用于紫外探測成像，可獲得高分辨率、高靈敏度。

紫外像增強器的光譜響應主要取決于光電陰極的材料。在Ⅱ-Ⅵ族化合物中，CsTe、RbTe和CsRbTe光電陰極對紫外光（160~300nm）有很高的靈敏度，而對可見光不靈敏。在253.7nm處的量子效率為20%，顯示出很好的“日盲”特性。因此，對穿過大氣層到達地球表面的太陽光（波長小于290nm）不靈敏，具有高靈敏度、低噪聲與探測微弱信號的能力，因而利用導彈羽煙的紫外輻射，能探測導彈的運動及落點。由于紫外成像增強器是電真空器件，因而其體積、質(zhì)量都比較大。

（2）紫外固體成像器件。由于Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體如GaN（氮化鎵）InN（氮化銦）、

A1N（氮化鋁）三種材料的禁帶寬度分別為3.4eV、1.9eV、6.2eV，覆蓋了從可見光到紫外光波段，從而使紫外探測、成像器件的制作材料有了很大的選擇空間。

與成熟的半導體Si材料相比，Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料普遍具有耐高溫、低介電常數(shù)、耐腐蝕、抗輻射等優(yōu)良特性，非常適合于制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成器件。在這些材料中，以GaN和AIGaN尤為突出。

GaN是一種寬禁帶的半導體，它十分穩(wěn)定，具有強硬度、抗常規(guī)濕法腐蝕的特點，用它所制成的探測器對能量大于3.4eV的光子有很大的響應度，因而它主要用于紫外光探測與成像。顯然，紫外固體成像器件具有高可靠性、高效率、快速響應、長壽命、全固體化、體積小等優(yōu)點，因而廣泛用于宇宙飛船、火箭羽煙探測、大氣探測、飛機尾焰探測、火災探測等領(lǐng)域。

二、GaN紫外攝像機

GaN紫外探測器的結(jié)構(gòu)主要有光電導型、光伏型。光伏型結(jié)構(gòu)中又分PN結(jié)型、PIN型、肖特基結(jié)型、MSM（金屬-半導體-金屬）型、異質(zhì)結(jié)型等，用它們均可制成紫外攝像機。

北卡羅來納大學的研究人員與美國陸軍夜視實驗室合作研制了一種以GaN為基礎(chǔ)的可見光盲紫外攝像機。這種攝像機包含一個32x32GaN/AIGaN異質(zhì)結(jié)PIN光電二極管陣列。底層為N摻雜的GaN，具有接近20%的AI，其上是一層非摻雜的GaN層，再上是一層P摻雜的GaN層。整個結(jié)構(gòu)建立在一個光能穿過的拋光的藍寶石基底上。每一個光電二極管都對320~365nm的光波具有敏感的響應。波長小于320nm的光被AIGaN底層吸收，波長大于365nm的光穿過GaN。增加底層和頂層Al的含量可改變光電二極管的帶寬。

1999年美國北卡羅來納州立大學夜視實驗室和霍尼韋爾技術(shù)中心研制出1024像元的AIGaN紫外光電二極管陣列，該陣列響應波長為365nm，目前，他們已用該陣列組裝成數(shù)字紫外攝像機。

三、紫外CCD攝像機

紫外CCD攝像機以方（delta）摻雜CCD技術(shù)為基礎(chǔ)，包括一個2.5nm厚的硅摻雜層，該摻雜層用分子束外延（MBE）生長在一個薄的CCD背面，。摻雜能增強對由紫外光子照射產(chǎn)生的電子的探測能力，效率幾乎可達200%«為增強0.3-0.7gm的靈敏度，可在傳感器陣列涂上抗反射涂層，這樣可使激活區(qū)的畫面?zhèn)鬟f達到256x512像元，有效速度為30幀/秒，為便于攝像機操作，其中還可裝入實用的電子部件。

1998年，日本濱松公司開發(fā)成功了新型紫外薄型背照式電荷耦合器件（Back Thinned Charge Coupled Device，BTCCD），由于采用了特殊的制造工藝和特殊的鎖相技術(shù)，該BTCCD不僅具有固體攝像器件的一般優(yōu)點，而且具有噪聲低，靈敏度高、動態(tài)范圍大的優(yōu)點。BTCCD框圖如圖1所示。