董长哲 王宇 李明 丁晓燕

（北京空间机电研究所，北京100076）

1 引言

近年来，红外仪器在空间遥感和探测领域的应用越来越多。探测器的性能对整个仪器的性能有着关键性的作用。短波红外谱段是空间遥感和探测领域一个很重要的窗口，可以很好的反映各种物质信息。这个窗口透射率很高，很多物质例如矿物质、气体在此谱段都有特定的光谱信号[1]。此外，对应于此谱段的探测器技术也日趋成熟。在短波红外领域，InGaAs探测器以其探测性能优良、可在常温条件下工作等优势，在空间遥感和探测领域得到了广泛的应用。例如，法国的陆地卫星SPOT4/SPOT5、欧洲环境卫星ENVISAT、印度环境卫星和资源卫星均采用了InGaAs长线列焦平面器件，用于短波红外的探测[2-5]。但是，尽管典型的InGaAs探测器在室温下有较高的像元探测率，已成功地应用于部分遥感领域，但对于探测灵敏度要求较高的系统，尤其是其在空间领域中的应用，进一步降低其噪声非常必要。

在InGaAs探测器的各种噪声源中，暗电流噪声起着主导作用，尤其在弱光、长积分时间条件下其影响更为显著。采用对探测器制冷的方法减小其暗电流是提高整个红外仪器探测灵敏度的一个重要手段，但是制冷的同时也会带来体积、质量、功耗的增加。因此，在保证探测灵敏度的前提下如何缩小制冷系统的体积和功耗是一个关键问题。针对此问题，本文首先分析了InGaAs探测器的工作原理，然后提出了一种综合考虑体积、功耗因素的制冷方案——通过热电制冷器对InGaAs探测器进行制冷，有效降低了其暗电流噪声，提高了InGaAs探测器的探测灵敏度，改善了红外仪器的性能。……