小像元10μm中心距红外焦平面读出电路设计

吴圣娟，姚立斌，李东升，姬玉龙，杨春丽，李红福，罗 敏，李 敏，许睿涵

（昆明物理研究所，云南 昆明 650223）

0 引言

红外探测器有广泛的应用前景，从军事角度来说，红外探测技术应用于侦察、监视、精确制导、搜索跟踪系统和光电对抗等领域，从民用角度来说，红外探测技术应用于安全生产、安防、消防等领域。这些领域的需求，促进了红外探测技术的不断发展[1-6]。小像元红外探测器推动先进技术，各个红外探测器厂商都在加紧高质量小像元探测器的研制工作[7-11]。小像元红外探测器组件具有如下优势：因其空间分辨率高，因此有着较好的图像成像质量以及系统识别能力；随着HgCdTe 芯片尺寸减小，可以降低组件的体积和重量，有助于红外探测器在整机上的应用[12-13]；根据约翰逊判据（Johnson Criterion），阵列规模变大有助于提高目标探测器的可信度[14-15]。

在红外焦平面探测器的广泛应用背景下，读出电路技术得以不断发展，随着集成电路工艺水平的提高为更高性能读出电路的实现提供了可能。目前读出电路的研制方向如下：1）大面阵小像元。随着第三代红外探测技术的发展，焦平面的面阵规模越来越大，而单元面积越来越小，在此背景下增加了大面阵小像元读出电路的需求。2）双色及多色工作。由于红外系统应用的需求，双色及多色红外焦平面快速发展，未来多色红外焦平面读出电路也一定会有广阔的发展前景。3）数字化读出电路。数字化读出电路将ADC 芯片集成到读出电路中，读出电路直接输出数字信号，极大地方便了后续成像工作。……