嵌入式發(fā)展及定義與發(fā)展簡(jiǎn)史

1、嵌入式發(fā)展前景及定義與發(fā)展簡(jiǎn)史嵌入式系統(tǒng)的定義與發(fā)展簡(jiǎn)史一、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史始于微型機(jī)時(shí)代的嵌入式應(yīng)用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生于1946年，在其后漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)始終是供養(yǎng)在特殊的機(jī)房中，實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算的大型昂貴設(shè)備。直到20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)才出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其小型、價(jià)廉、高可靠性特點(diǎn)，迅速走出機(jī)房；基于高速數(shù)值解算能力的微型機(jī)，表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，要求將微型機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系的智能化控制。例如，將微型計(jì)算機(jī)經(jīng)電氣加固、機(jī)械加固，并配置各種外圍接口電路，安裝到大型艦船中構(gòu)成自動(dòng)駕駛儀或輪機(jī)狀態(tài)

2、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這樣一來，計(jì)算機(jī)便失去了原來的形態(tài)與通用的計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，把嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)，稱作嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機(jī)時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支由于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)的是對(duì)象的智能化控制，因此，它有著與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全不同的技術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲(chǔ)容量的無限擴(kuò)大。而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對(duì)象的智能化控制

3、能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。早期，人們勉為其難地將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改裝，在大型設(shè)備中實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。然而，對(duì)于眾多的對(duì)象系統(tǒng)（如家用電器、儀器儀表、工控單元），無法嵌入通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，況且嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向完全不同，因此，必須獨(dú)立地發(fā)展通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就形成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩大分支。如果說微型機(jī)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展階段，那么嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的誕生，則標(biāo)志了計(jì)算機(jī)進(jìn)入了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展時(shí)代，從而導(dǎo)致20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展時(shí)期。兩大分支發(fā)展的里程碑事

4、件通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專業(yè)化分工發(fā)展，導(dǎo)致20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域集中精力發(fā)展通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件技術(shù)，不必兼顧嵌入式應(yīng)用要求，通用微處理器迅速?gòu)?86、386、486到奔騰系列；操作系統(tǒng)則迅速擴(kuò)張計(jì)算機(jī)基于高速海量的數(shù)據(jù)文件處理能力，使通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入到盡善盡美階段。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則走上了一條完全不同的道路，這條獨(dú)立發(fā)展的道路就是單芯片化道路。它動(dòng)員了原有的傳統(tǒng)電子系統(tǒng)領(lǐng)域的廠家與專業(yè)人士，接過起源于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)，承擔(dān)起發(fā)展與普及嵌入式系統(tǒng)的歷史任務(wù)，迅速地將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)發(fā)展到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)時(shí)代。因此，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)

5、發(fā)展的兩大分支的里程碑意義在于：它不僅形成了計(jì)算機(jī)發(fā)展的專業(yè)化分工，而且將發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的任務(wù)擴(kuò)展到傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)領(lǐng)域，使計(jì)算機(jī)成為進(jìn)入人類社會(huì)全面智能化時(shí)代的有力工具。二、嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)如果我們了解了嵌入式（計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)的由來與發(fā)展，對(duì)嵌入式系統(tǒng)就不會(huì)產(chǎn)生過多的誤解，而能歷史地、本質(zhì)地、普遍適用地定義嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的定義按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。嵌入性”、專用性”與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。對(duì)象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與定義不同，它是由定義中的三個(gè)基本要素

6、衍生出來的。不同的嵌入式系統(tǒng)其特點(diǎn)會(huì)有所差異。與嵌入性”的相關(guān)特點(diǎn)：由于是嵌入到對(duì)象系統(tǒng)中，必須滿足對(duì)象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境（小型）、電氣/氣氛環(huán)境（可靠）、成本（價(jià)廉）等要求。與專用性的相關(guān)特點(diǎn)：軟、硬件的裁剪性；滿足對(duì)象要求的最小軟、硬件配置等。與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”的相關(guān)特點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對(duì)象系統(tǒng)控制要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與上兩個(gè)特點(diǎn)相呼應(yīng)，這樣的計(jì)算機(jī)必須配置有與對(duì)象系統(tǒng)相適應(yīng)的接口電路。另外，在理解嵌入式系統(tǒng)定義時(shí)，不要與嵌入式設(shè)備相混淆。嵌入式設(shè)備是指內(nèi)部有嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品、設(shè)備，例如，內(nèi)含單片機(jī)的家用電器、儀器儀表、工控單元、機(jī)器人、手機(jī)、PDA等。嵌入式系統(tǒng)的種類與發(fā)展按照

7、上述嵌入式系統(tǒng)的定義，只要滿足定義中三要素的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都可稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)備級(jí)（工控機(jī)）、板級(jí)（單板、模塊）、芯片級(jí)（MCU、SoC）。有些人把嵌入式處理器當(dāng)作嵌入式系統(tǒng)，但由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此，只有將嵌入式處理器構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并作為嵌入式應(yīng)用時(shí)，這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才可稱作嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)，其主要技術(shù)發(fā)展方向是滿足嵌入式應(yīng)用要求，不斷擴(kuò)展對(duì)象系統(tǒng)要求的外圍電路（如ADC、DAC、PWM、日歷時(shí)鐘、電源監(jiān)測(cè)、程序運(yùn)行監(jiān)測(cè)電路等），形成滿足對(duì)象系統(tǒng)要求的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，要不斷向計(jì)算機(jī)應(yīng)用系

8、統(tǒng)發(fā)展。因此，可以把定義中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)引伸成，滿足對(duì)象系統(tǒng)要求的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。三、嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路單片機(jī)開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，然而，微型計(jì)算機(jī)的體積、價(jià)位、可靠性都無法滿足廣大對(duì)象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨(dú)立發(fā)展道路。這條道路就是芯片化道路。將計(jì)算機(jī)做在一個(gè)芯片上，從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的單片機(jī)時(shí)代。在探索單片機(jī)的發(fā)展道路時(shí)，有過兩種模式，即“濮式”與創(chuàng)新模式”“濮式”本質(zhì)上是通用計(jì)算機(jī)直接芯片化的模式，它將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后，集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成單片微型計(jì)算機(jī)；創(chuàng)新模式”則完全按嵌入式應(yīng)用要

9、求設(shè)計(jì)全新的，滿足嵌入式應(yīng)用要求的體系結(jié)構(gòu)、微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創(chuàng)新模式發(fā)展起來的單片形態(tài)的嵌入式系統(tǒng)（單片微型計(jì)算機(jī)）。MCS-51是在MCS-48探索基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面完善的嵌入式系統(tǒng)。歷史證明，創(chuàng)新模式”是嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的正確道路，MCS-51的體系結(jié)構(gòu)也因此成為單片嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)體系。單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。1.SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新模

10、式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此

11、，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī)。單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。四、嵌入式系統(tǒng)的兩種應(yīng)用模式嵌入式系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用特點(diǎn)，決定了它的多學(xué)科交叉特點(diǎn)。作為計(jì)算機(jī)的內(nèi)含，要求計(jì)算機(jī)領(lǐng)域人員介入其體系結(jié)構(gòu)、軟件技術(shù)、工程應(yīng)用方面的研究。然而，了解對(duì)象系統(tǒng)的控制要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制模式

12、必須具備對(duì)象領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。因此，從嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的歷史過程，以及嵌入式應(yīng)用的多樣性中，可以了解到客觀上形成的兩種應(yīng)用模式?？陀^存在的兩種應(yīng)用模式嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起源于微型機(jī)時(shí)代，但很快就進(jìn)入到獨(dú)立發(fā)展的單片機(jī)時(shí)代。在單片機(jī)時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)以器件形態(tài)迅速進(jìn)入到傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域中，以電子技術(shù)應(yīng)用工程師為主體，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化，而計(jì)算機(jī)專業(yè)隊(duì)伍并沒有真正進(jìn)入單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。因此，電子技術(shù)應(yīng)用工程師以自己習(xí)慣性的電子技術(shù)應(yīng)用模式，從事單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)。這種應(yīng)用模式最重要的特點(diǎn)是：軟、硬件的底層性和隨意性；對(duì)象系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的密切相關(guān)性；缺少計(jì)算機(jī)工程設(shè)計(jì)方法。雖然在單片機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)專業(yè)淡出了

13、嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，但隨著后PC時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)得以發(fā)展；同時(shí)，嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)有了很大的提升，為計(jì)算機(jī)專業(yè)人士介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開辟了廣闊天地。計(jì)算機(jī)專業(yè)人士的介入，形成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式帶有明顯的計(jì)算機(jī)的工程應(yīng)用特點(diǎn)，即基于嵌入式系統(tǒng)軟、硬件平臺(tái)，以網(wǎng)絡(luò)、通信為主的非嵌入式底層應(yīng)用。兩種應(yīng)用模式的并存與互補(bǔ)由于嵌入式系統(tǒng)最大、最廣、最底層的應(yīng)用是傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域的智能化改造，因此，以通曉對(duì)象專業(yè)的電子技術(shù)隊(duì)伍為主，用最少的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開銷，以8位機(jī)為主，帶有濃重的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)色彩的電子系統(tǒng)應(yīng)用模式會(huì)長(zhǎng)期存在下去。另外，計(jì)算機(jī)專業(yè)人士會(huì)愈來愈多地介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，但囿于對(duì)象

14、專業(yè)知識(shí)的隔閡，其應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)集中在網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體、商務(wù)電子等方面，不可能替代原來電子工程師在控制、儀器儀表、機(jī)械電子等方面的嵌入式應(yīng)用。因此，客觀存在的兩種應(yīng)用模式會(huì)長(zhǎng)期并存下去，在不同的領(lǐng)域中相互補(bǔ)充。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式應(yīng)從計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式中，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)工程方法和嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式應(yīng)從電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中，了解嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的電路系統(tǒng)特性、基本的外圍電路設(shè)計(jì)方法和對(duì)象系統(tǒng)的基本要求等。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高低端由于嵌入式系統(tǒng)有過很長(zhǎng)的一段單片機(jī)的獨(dú)立發(fā)展道路，大多是基于8位單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)最底層的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，帶有明顯的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式特點(diǎn)。大多數(shù)從事單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)人員，都是

15、對(duì)象系統(tǒng)領(lǐng)域中的電子系統(tǒng)工程師，加之單片機(jī)的出現(xiàn)，立即脫離了計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域，以智能化”器件身份進(jìn)入電子系統(tǒng)領(lǐng)域，沒有帶入嵌入式系統(tǒng)”概念。因此，不少?gòu)氖聠纹瑱C(jī)應(yīng)用的人，不了解單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系，在談到嵌入式系統(tǒng)”領(lǐng)域時(shí)，往往理解成計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的，基于32位嵌入式處理器，從事網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體等的應(yīng)用。這樣，單片機(jī)”與嵌入式系統(tǒng)”形成了嵌入式系統(tǒng)中常見的兩個(gè)獨(dú)立的名詞。但由于單片機(jī)”是典型的、獨(dú)立發(fā)展起來的嵌入式系統(tǒng)，從學(xué)科建設(shè)的角度出發(fā)，應(yīng)該把它統(tǒng)一成嵌入式系統(tǒng)”考慮到原來單片機(jī)的電子系統(tǒng)底層應(yīng)用特點(diǎn)，可以把嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用分成高端與低端，把原來的單片機(jī)應(yīng)用理解成嵌入式系統(tǒng)的低端應(yīng)用，含

16、義為它的底層性以及與對(duì)象系統(tǒng)的緊耦合。1.1引言目前紅外技術(shù)作為一種高技術(shù)，它與激光技術(shù)并駕齊驅(qū)，在軍事上占有舉足輕重的地位。紅外成像、紅外偵察、紅外跟蹤、紅外制導(dǎo)、紅外預(yù)警、紅外對(duì)抗等在現(xiàn)代和未來戰(zhàn)爭(zhēng)中都是很重要的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略手段。在70年代以后，軍事紅外技術(shù)又逐步向民用部門轉(zhuǎn)化。紅外加熱和干燥技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通等各個(gè)行業(yè)和部門。紅外測(cè)溫、紅外測(cè)濕、紅外理療、紅外檢測(cè)、紅外報(bào)警、紅外遙感、紅外防偽更是各行業(yè)爭(zhēng)相選用的先進(jìn)技術(shù)。標(biāo)志紅外技術(shù)最新成就的紅外熱成像技術(shù)，它與雷達(dá)、電視一起構(gòu)成當(dāng)代三大傳感系統(tǒng)，尤其是焦平面列陣技術(shù)的采用，將使它發(fā)展成可與眼睛相媲美的凝視系統(tǒng)。1.2紅

17、外簡(jiǎn)介1.2.1紅外線概述1672年，牛頓使用分光棱鏡把太陽光（白光）分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各色單色光，證實(shí)了太陽光（白光）是由各種顏色的光復(fù)合而成。1800年，英國(guó)物理學(xué)家F.W.赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來研究各種色光時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)放在光帶紅光外的一支溫度計(jì)，比其他色光溫度的指示數(shù)值高。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，這個(gè)所謂熱量最多的高溫區(qū)，總是位于光帶最邊緣處紅光的外面。于是他宣布：太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外，還有一種人眼看不見的熱線”這種看不見的熱線”位于紅色光外側(cè)，叫做紅外線。這種紅外線，又稱紅外輻射，是指波長(zhǎng)為0.781000m的電磁波。其中波長(zhǎng)為0.781.5呵的部分稱為近紅外，波長(zhǎng)為1.51

18、0（m的部分稱為中紅外，波長(zhǎng)為101000m的部分稱為遠(yuǎn)紅外線。而波長(zhǎng)為2.01000口的部分，也稱為熱紅外線。紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位臵是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。這種紅外線輻射是，基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并不停地輻射出熱紅外能量。分子和原子的運(yùn)動(dòng)愈劇烈，輻射的能量愈大；反之，輻射的能量愈小。1.2.2紅外線特性紅外線具有熱效應(yīng)：生物體中的偶極子和自由電荷在電磁場(chǎng)的作用下，有按電磁場(chǎng)方向排列的趨勢(shì)。在此過程中，引發(fā)分子，原子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇而產(chǎn)生熱。當(dāng)紅外輻射有足夠強(qiáng)度

19、時(shí)，即超過了生物體的散熱能力，就會(huì)使被照射機(jī)體局部溫度升高，這是紅外線的熱效應(yīng)。理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明，不僅太陽光中有紅外線，而且任何溫度高與絕對(duì)零度的物體（如人體等）都在不停地輻射紅外線。就是冰和雪，因?yàn)樗鼈兊臏囟纫苍丛锤吲c絕對(duì)零度，所以也在不斷的輻射紅外線。因此，紅外線的最大特點(diǎn)是普遍存在于自然界中。也就是說，任何“熱”的物體雖然不發(fā)光但都能輻射紅外線。因此紅外線又稱為熱輻射線簡(jiǎn)稱熱輻射。紅外線和可見光相比的另一個(gè)特點(diǎn)是，色彩豐富多樣，。由于可見光的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的1倍(780nm380nm),所以也叫作一個(gè)倍頻程。而紅外線的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的10倍，即具有10個(gè)倍頻程。因此，如果可

20、見光能表現(xiàn)為7種顏色，則紅外線便可能表現(xiàn)70種顏色，顯示了豐富的色彩。紅外線是一種電磁輻射，具有與可見光相似的特性，服從反射和折射定律，也有干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象；同時(shí)，它又具有粒子性，即它可以光量子的形式發(fā)射和吸收。此外，紅外線還有一些與可見光不一樣的獨(dú)有特性：紅外線對(duì)人的眼睛不敏感，所以必須用對(duì)紅外線敏感的紅外探測(cè)器才能接收到；紅外線的光量子能量比可見光的小，例如10卩m波長(zhǎng)的紅外光子的能量大約是可見光光子能量的1/20;紅外線的熱效應(yīng)比可見光要強(qiáng)得多；紅外線更易被物質(zhì)所吸收，但對(duì)于薄霧來說，長(zhǎng)波紅外線更容易通過。1.2.3紅外技術(shù)的發(fā)展19世紀(jì)：研究天文星體的紅外輻射，應(yīng)用紅外光譜進(jìn)行物

21、質(zhì)分析。20世紀(jì)：紅外技術(shù)首先受到軍事部門的關(guān)注，因?yàn)樗峁┝嗽诤诎抵杏^察、探測(cè)軍事目標(biāo)自身輻射及進(jìn)行保密通訊的可能性。第一次世界大戰(zhàn)期間研制了一些實(shí)驗(yàn)性紅外裝臵，如信號(hào)閃爍器、搜索裝臵等。第二次世界大戰(zhàn)前夕，德國(guó)：紅外顯像管；戰(zhàn)爭(zhēng)期間：德國(guó)，美國(guó)：紅外輻射源、窄帶濾光片、紅外探測(cè)器、紅外望遠(yuǎn)鏡、測(cè)輻射熱計(jì)等。第二次世界大戰(zhàn)后：前蘇聯(lián)。50年代以后，美國(guó)：響尾蛇導(dǎo)彈上的尋的器制導(dǎo)裝臵和u2間諜飛機(jī)上的紅外照相機(jī)代表著當(dāng)時(shí)軍用紅外技術(shù)的水平。前視紅外裝臵(FLIR)獲得了軍界的重視，并廣泛使用：機(jī)載前視紅外裝臵能在1500m上空探測(cè)到人、小型車輛和隱蔽目標(biāo)，在20000m高空能分辨出汽車，特別是

22、能探測(cè)水下40m深處的潛艇。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，紅外技術(shù)，特別是熱成像技術(shù)在軍事上的作用和威力得到充分顯示。第2章紅外探測(cè)技術(shù)2.1紅外探測(cè)器2.1.1物理學(xué)的進(jìn)展與紅外探測(cè)器紅外輻射與物質(zhì)(材料)相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)。100多年來，從經(jīng)典物理到20世紀(jì)開創(chuàng)的近代物理，特別是量子力學(xué)、半導(dǎo)體物理等學(xué)科的創(chuàng)立，到現(xiàn)代的介觀物理、低維結(jié)構(gòu)物理等等，有許多而且越來越多可用于紅外探測(cè)的物理現(xiàn)象和效應(yīng)。2.1.1.1熱探測(cè)器：熱輻射引起材料溫度變化產(chǎn)生可度量的輸出。有多種熱效應(yīng)可用于紅外探測(cè)器。熱脹冷縮效應(yīng)的液態(tài)的水銀溫度計(jì)、氣態(tài)的高萊池(Golaycell);溫差電(Seebeck)效應(yīng)。可做成熱電偶和熱電

23、堆，主要用于測(cè)量?jī)x器。共振頻率對(duì)溫度的敏感可制作石英共振器非致冷紅外成像陣列。材料的電阻或介電常數(shù)的熱敏效應(yīng)-輻射引起溫升改變材料電阻用以探測(cè)熱輻射-測(cè)輻射熱計(jì)(Bolometer):半導(dǎo)體有高的溫度系數(shù)而應(yīng)用最多，常稱熱敏電阻。利用轉(zhuǎn)變溫度附近電阻巨變的超導(dǎo)探測(cè)器引起重視。如果室溫度超導(dǎo)成為現(xiàn)實(shí)，將是21世紀(jì)最引人注目的探測(cè)器。熱釋電效應(yīng)：快速溫度變化使晶體自發(fā)極化強(qiáng)度改變，表面電荷發(fā)生變化，可作成熱釋電探測(cè)器。熱探測(cè)器一般不需致冷(超導(dǎo)除外)而易于使用、維護(hù)，可靠性好；光譜響應(yīng)與波長(zhǎng)無關(guān)，為無選擇性探測(cè)器；制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)易，成本較低。但靈敏度低，響應(yīng)速度慢。熱探測(cè)器性能限制的主要因素是熱絕

24、緣的設(shè)計(jì)問題。2.1.1.2光電探測(cè)器：紅外輻射光子在半導(dǎo)體材料中激發(fā)非平衡載流子(電子或空穴)，引起電學(xué)性能變化。因?yàn)檩d流子不逸出體外，所以稱內(nèi)光電效應(yīng)。量子光電效應(yīng)靈敏度高，響應(yīng)速度比熱探測(cè)器快得多，是選擇性探測(cè)器。為了達(dá)到最佳性能，一般都需要在低溫下工作。光電探測(cè)器可分為：光導(dǎo)型：又稱光敏電阻。入射光子激發(fā)均勻半導(dǎo)體中的價(jià)帶電子越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶并在價(jià)帶留下空穴，引起電導(dǎo)增加，為本征光電導(dǎo)。從禁帶中的雜質(zhì)能級(jí)也可激發(fā)光生載流子進(jìn)入導(dǎo)帶或價(jià)帶，為雜質(zhì)光電導(dǎo)。截止波長(zhǎng)由雜質(zhì)電離能決定。量子效率低于本征光導(dǎo)，而且要求更低的工作溫度。光伏型：主要是p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng)。能量大于禁帶寬度的紅外光子

25、在結(jié)區(qū)及其附近激發(fā)電子空穴對(duì)。存在的結(jié)電場(chǎng)使空穴進(jìn)入p區(qū)，電子進(jìn)入n區(qū)，兩部分出現(xiàn)電位差。外電路就有電壓或電流信號(hào)。與光導(dǎo)探測(cè)器比較，光伏探測(cè)器背影限探測(cè)率大于40%;不需要外加偏臵電場(chǎng)和負(fù)載電阻，不消耗功率，有高的阻抗。這些特性給制備和使用焦平面陣列帶來很大好處。光發(fā)射Schottky勢(shì)壘探測(cè)器：金屬和半導(dǎo)體接觸，典型的有PtSi/Si結(jié)構(gòu),形成Schottky勢(shì)壘，紅外光子透過Si層為PtSi吸收，電子獲得能量躍上Fermi能級(jí)，留下空穴越過勢(shì)壘進(jìn)入Si襯底，PtSi層的電子被收集，完成紅外探測(cè)。充分利用Si集成技術(shù)，便于制作，具有成本低、均勻性好等優(yōu)勢(shì)，可做成大規(guī)模(1024X1024甚

26、至更大)焦平面陣列來彌補(bǔ)量子效率低的缺陷。有嚴(yán)格的低溫要求。用這類探測(cè)器，國(guó)內(nèi)外已生產(chǎn)出具有像質(zhì)良好的熱像儀。PtSi/Si結(jié)構(gòu)FPA是最早制成的IRFPA(4)量子阱探測(cè)器(QWIP):將兩種半導(dǎo)體材料A和B用人工方法薄層交替生長(zhǎng)形成超晶格，在其界面，能帶有突變。電子和空穴被限制在低勢(shì)能阱A層內(nèi)，能量量子化，稱為量子阱。利用量子阱中能級(jí)電子躍遷原理可以做紅外探測(cè)器。90年代以來發(fā)展很快，已有512012、640480規(guī)模的QWIPGaAs/AlGaAs焦平面制成相應(yīng)的熱像儀誕生。因?yàn)槿肷漭椛渲兄挥写怪庇诔Ц裆L(zhǎng)面的電極化矢量起作用，光子利用率低；量子阱中基態(tài)電子濃度受摻雜限制，量子效率不高

27、；響應(yīng)光譜區(qū)窄；低溫要求苛刻。人們正深入研究努力加以改進(jìn)，可望與碲鎘汞探測(cè)器一爭(zhēng)高低。2.1.2新技術(shù)飛速發(fā)展促進(jìn)紅外探測(cè)器更新?lián)Q代60年代以前多為單元探測(cè)器掃描成像，但靈敏度低，二維掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重。增加探測(cè)元，例如有N元組成的探測(cè)器，靈敏度增加N1/2倍，一個(gè)MN陣列，靈敏度增長(zhǎng)(MN)1/2倍。元數(shù)增加還將簡(jiǎn)化光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)，大規(guī)模凝視焦平面陣列，不再需要光機(jī)掃描，大大簡(jiǎn)化整機(jī)系統(tǒng)。現(xiàn)代探測(cè)器技術(shù)進(jìn)入第二、第三代，重要標(biāo)志之一就是元數(shù)大大增加。另一方面是開發(fā)同時(shí)覆蓋兩個(gè)波段以上的雙色和多光譜探測(cè)器。所有進(jìn)展都離不開新技術(shù)特別是半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)和進(jìn)步。幾項(xiàng)具有里程碑意義的技術(shù)有：半導(dǎo)體精

28、密光刻技術(shù)使探測(cè)器技術(shù)由單元向多元線列探測(cè)器迅速發(fā)展，即后來稱為第一代探測(cè)器。Si集成電路技術(shù)Si讀出電路與光敏元大面陣耦合，誕生了所謂第二代的大規(guī)模紅外焦平面陣列探測(cè)器。更進(jìn)一步有Z平面和靈巧型智能探測(cè)器等新品種。此項(xiàng)技術(shù)還誘導(dǎo)產(chǎn)生非制冷焦平面陣列，使一度冷落的熱探測(cè)器重現(xiàn)勃勃生機(jī)。先進(jìn)的薄層材料生長(zhǎng)技術(shù)分子束外延、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積和液相外延等技術(shù)可重復(fù)、精密控制生長(zhǎng)大面積高度均勻材料，使制備大規(guī)模紅外焦平面陣列成為可能。也是量子阱探測(cè)器出現(xiàn)的前提。微型制冷技術(shù)高性能探測(cè)器低溫要求驅(qū)動(dòng)微型制冷機(jī)的開發(fā)，制冷技術(shù)又促進(jìn)了探測(cè)器的研制和應(yīng)用。我國(guó)紅外探測(cè)器研制從1958年開始，至今已40多年

29、。先后研制過PbSPbSeGe:Au、Ge:Hg、InSb、PbSnTeHgCdTePtSi/Si、GaAs/AlGaAs量子阱和熱釋電探測(cè)器等。隨著低維材料出現(xiàn)，納米電子學(xué)、光電一體化等技術(shù)日新月異，21世紀(jì)紅外探測(cè)器必有革命性的進(jìn)展。物理學(xué)及材料科學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的主要基礎(chǔ)，現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展對(duì)物理學(xué)研究又有巨大的反作用。4、咼性能紅外探測(cè)器-碲鎘汞探測(cè)器1959年，英國(guó)Lawson等首先制成可變帶隙Hg1xCdxTe固溶體合金，提供了紅外探測(cè)器設(shè)計(jì)空前的自由度。碲鎘汞有三大優(yōu)勢(shì)：1）本征激發(fā)、高的吸收系數(shù)和高的量子效率（可超過80%）且有高的探測(cè)率；2）其最吸引人的特性是改變HgCd配比調(diào)

30、節(jié)響應(yīng)波段，可以工作在各個(gè)紅外光譜區(qū)段并獲得最佳性能。而且晶格參數(shù)幾乎恒定不變，對(duì)制備復(fù)合禁帶異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)新器件特別重要3）同樣的響應(yīng)波段，工作溫度較高，可工作的溫度范圍也較寬。碲鎘汞中，弱Hg-Te鍵（比Cd-Te鍵弱約30%），可通過熱處理或特定途徑形成P或N型，并可完成轉(zhuǎn)型。其電學(xué)性質(zhì)如1載流子濃度低，2少數(shù)載流子壽命長(zhǎng)，3電子空穴有效質(zhì)量比大（10.0），電子遷移率高，4介電常數(shù)小等有利于探測(cè)器性能。第一代碲鎘汞探測(cè)器主要是多元光導(dǎo)型，美國(guó)采用60、120和180元光導(dǎo)探測(cè)器作為熱像儀通用組件，英國(guó)則以70年代中期開發(fā)的SPRITE為通用組件。SPRITE是一種三電極光導(dǎo)器件，利用半導(dǎo)體

31、中非平衡載流子掃出效應(yīng)，當(dāng)光點(diǎn)掃描速度與載流子雙極漂移速度匹配，使探測(cè)器在完成輻射探測(cè)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)間延遲積分功能。8條SPRIET的性能可相當(dāng)100元以上的多元探測(cè)器。結(jié)構(gòu)、制備工藝和后續(xù)電子學(xué)大大簡(jiǎn)化?，F(xiàn)有技術(shù)又克服了高光機(jī)掃描速度和空間分辨率受限制等兩個(gè)缺陷。1992年誕生了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)化通用組件高性能熱像儀，SPRITE探測(cè)器研制成功是關(guān)鍵。到90年代初，第一代碲鎘汞光導(dǎo)探測(cè)器紛紛完成技術(shù)鑒定，性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。兵器工業(yè)211所的SPRITE32和60元探測(cè)器已實(shí)用化并投入批量生產(chǎn)，規(guī)模和市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。國(guó)外在80年代就已大批量生產(chǎn)。由于電極、杜瓦瓶設(shè)計(jì)和制冷機(jī)方面的重重困難，第一

32、代碲鎘汞探測(cè)器元數(shù)一般無法超過200。大的碲鎘汞光敏陣列和Si讀出集成電路分別制備并最佳化，然后兩者進(jìn)行電學(xué)耦合和機(jī)械聯(lián)結(jié)形成混合式焦平面陣列，就是第二代碲鎘汞探測(cè)器。目前國(guó)際上已研制出256&56甚至640M80規(guī)模的長(zhǎng)波IRFPA中波紅外已有用于天文的1024X1024的規(guī)模，現(xiàn)階段典型產(chǎn)品是法國(guó)的4N系列288M掃描式FPA國(guó)內(nèi)仍處于研制開發(fā)階段。晶體碲鎘汞材料也有鮮明的弱勢(shì)：1）相圖液線和固線分離大，分凝引起徑向、縱向組分不均勻；2）高Hg壓使大直徑晶體生長(zhǎng)困難，晶格結(jié)構(gòu)完整性差；3）重復(fù)生產(chǎn)成品率低。薄膜材料的困難在于難以獲得理想的CdZnTe襯底材料。人們致力于研究替代襯底，如PA

33、CE(ProducibleAlternativetoCdTeforEpitaxy)I(HgCdTdCdTe/寶石)，PACE-ll(HgCdTe/CdTe/GaAs)和PACE山(HgCdTe/CdTe/Si)。日本和法國(guó)還報(bào)道Ge襯底，目標(biāo)是與MCT的晶格匹配并有利于與Si讀出線路的耦合。優(yōu)質(zhì)碲鎘汞材料制備困難、均勻性差、器件工藝特殊，成品率低，因而成本高一直是困擾碲鎘汞IRFPA的主要障礙。人們始終沒有放棄尋找材料的努力，但迄今還沒有一種新材料能超過碲鎘汞的基本優(yōu)點(diǎn)。為滿足軍事應(yīng)用更高的性能要求，碲鎘汞FPA仍然是首選探測(cè)器。5、非致冷焦平面陣列(UFPA)紅外探測(cè)器非制冷焦平面陣列省去了

34、昂貴的低溫制冷系統(tǒng)和復(fù)雜的掃描裝臵，敏感器件以熱探測(cè)器為主。突破了歷來熱像儀成本高昂的障礙，使傳感器領(lǐng)域發(fā)生變革。另外，它的可靠性也大大提高、維護(hù)簡(jiǎn)單、工作壽命延長(zhǎng)，因?yàn)榈蜏刂评湎到y(tǒng)和復(fù)雜掃描裝臵常常是紅外系統(tǒng)的故障源。非致冷探測(cè)器的靈敏度(D)比低溫碲鎘汞要小1個(gè)量級(jí)以上，但是以大的焦平面陣列來彌補(bǔ)，便可和第一代MCTS測(cè)器爭(zhēng)雄。對(duì)許多應(yīng)用，特別是監(jiān)視與夜視而言已經(jīng)足夠。廣闊的準(zhǔn)軍事和民用市場(chǎng)更是它施展拳腳的領(lǐng)域。為避免大量投資，把硅集成電路工藝引入低成本、非制冷紅外探測(cè)器開發(fā)生產(chǎn)，制造大型高密度陣列和推進(jìn)系統(tǒng)集成化的信號(hào)處理，即大規(guī)模焦平面陣列技術(shù)，潛力十分巨大。正因?yàn)槿绱耍瑔卧阅茌^低的

35、熱電探測(cè)器又重新引人注目，而且可能成為21世紀(jì)最具競(jìng)爭(zhēng)力的探測(cè)器之一。目前發(fā)展最快、前景看好的有兩類UFPA(1)熱釋電FPA熱釋電探測(cè)器的研究早在60年代和70年代就頗為盛行，有過多種材料，較新型的有鈦酸鍶鋇(BST)陶瓷和鈦酸鈧鉛(PST)等。美國(guó)TI公司推出的328240鈦酸鍶鋇(BST)FPA已形成產(chǎn)品，NETD優(yōu)于0.1K，有多種應(yīng)用。計(jì)劃中還有640X180的FPA發(fā)展趨勢(shì)是將鐵電材料薄膜淀積于硅片上，制成單片式熱釋電焦平面，有很高的潛在性能，可望實(shí)現(xiàn)1000X1000陣列的優(yōu)質(zhì)成像。微測(cè)輻射熱計(jì)(Microbolometer)。它是在ICCMOS硅片上以淀積技術(shù)，用Si3N4支撐

36、有高電阻溫度系數(shù)和高電阻率的熱敏電阻材料Vox或aSi，做成微橋結(jié)構(gòu)器件(單片式FPA)。接收熱輻射引起溫度變化而改變阻值，直流耦合無須斬波器，僅需一半導(dǎo)體制冷器保持其穩(wěn)定的工作溫度。90年代初，由Honeywell公司首先開發(fā)，研制成工作在8眄14pm的320X240UFPA并以此制成實(shí)用的熱像系統(tǒng)，NETD已達(dá)到0.1K以下，可望在近期達(dá)到0.02K。此類FPA90年代發(fā)展神速，成為熱點(diǎn)。與熱釋電UFPA比較，微測(cè)輻射熱計(jì)采用硅集成工藝，制造成本低廉；有好的線性響應(yīng)和高的動(dòng)態(tài)范圍；像元間好的絕緣而有低的串音和圖像模糊；低的1/f噪聲；以及高的幀速和潛在高靈敏度(理論NET岡達(dá)0.01K)。

37、其偏臵功率受耗散功率限制和大的噪聲帶寬不足以與熱釋電相比。2.2紅外探測(cè)理論紅外探測(cè)，主要是目標(biāo)探測(cè)，包括雙波段和單波段被動(dòng)測(cè)距瞄2.2.1雙波段被動(dòng)測(cè)距當(dāng)目標(biāo)距離紅外探測(cè)系統(tǒng)較遠(yuǎn)時(shí)，可視為點(diǎn)目標(biāo)，探測(cè)系統(tǒng)在距離尺處接收到的目標(biāo)紅外輻射通量為:JA式中為大氣消光系數(shù)；A為探測(cè)系統(tǒng)中光學(xué)系統(tǒng)接收孔徑面積；J為目標(biāo)的紅外輻射強(qiáng)度。該方法作如下假設(shè)：J和在較短時(shí)間內(nèi)恒定不變。設(shè)探測(cè)器工作在兩個(gè)波段越：1和亠2，兩個(gè)波段對(duì)應(yīng)的大氣消光系數(shù)分別為7和.。探測(cè)系統(tǒng)在距目標(biāo)尺Rl處，接收到的空中目標(biāo)在厶1和厶2內(nèi)的紅外輻射通量分別為函io和20；經(jīng)過一個(gè)采樣周期T后，探測(cè)系統(tǒng)在距離目標(biāo)R2處接收到目標(biāo)在.1

38、和.-2內(nèi)的紅外輻射通量分別為ii和二，代入公式(1):.：R二R?-R(2)公式中所有參數(shù)均已知或可以求得，因此可計(jì)算：R的值。當(dāng)0時(shí),由公式即可以求得R2。再由V-IR.T可得目標(biāo)的平均徑向速度。2.2.2單波段被動(dòng)測(cè)距單波段被動(dòng)測(cè)距，是以機(jī)載慣導(dǎo)系統(tǒng)提供的載機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和紅外探測(cè)器對(duì)目標(biāo)輻射的響應(yīng)信息為基礎(chǔ)的。紅外探測(cè)器對(duì)目標(biāo)輻射信息的響應(yīng)電壓輻度輸出為：AoVnJ2“一DF(4)式中：J為目標(biāo)紅外光譜輻射強(qiáng)度；：.為光譜大氣透射率；R為目標(biāo)距離,其他是探測(cè)統(tǒng)的性能參數(shù)。該方法同樣利用了兩個(gè)假設(shè)：在一個(gè)采樣周期T內(nèi)J和:恒定不變，于是公式可以寫成：vs、K.R2(5)那么在Tn和Tn1兩個(gè)

39、相鄰采樣周期內(nèi)對(duì)消了J和：.，得：Rn1=.VS.VS.1Rn(6)再結(jié)合載機(jī)和目標(biāo)空間運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系方程組，聯(lián)立可迭代求解目標(biāo)的距離和速度初值，然后根據(jù)公式（6）可對(duì)目標(biāo)的后續(xù)采樣點(diǎn)進(jìn)行遞推求解，這為滿足實(shí)時(shí)解算打下了基礎(chǔ)。還可用濾波算法來進(jìn)行平滑和外推處理，提高精度。通過紅外探測(cè)器測(cè)量目標(biāo)在兩個(gè)波段、兩個(gè)采樣時(shí)刻上的輻射通量，就可以解算出目標(biāo)距離和徑向速度。2.3紅外探測(cè)發(fā)展前景為了滿足紅外信息獲取技術(shù)發(fā)展需求，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在頻譜波段上積極探索。無縫隙探測(cè)”在微波/毫米波、可見光/中波紅外/長(zhǎng)波紅外等波段探測(cè)方面取得了很大迸展.2.3.1紅外焦平面陣列技術(shù)首先在美國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，基于窄禁帶半導(dǎo)體蹄福汞材料的單波段紅外焦平面器件技術(shù)已經(jīng)成熟，以288X4元長(zhǎng)波和256X256元中波為代表的焦平面器件已基本取代了多元光導(dǎo)線列通用組件.256X256元蹄