MCT 中紅外探測器是一種熱電冷卻光電導(dǎo) HgCdTe(碲鎘汞，MCT)探測器， 這種材料對 2 到 12μm 的中紅外光譜波段光波敏感。海爾欣的中紅外探測器可采用直流或交流耦合輸出，直流耦合方便用戶實時觀測探測器上的光強信號，繼而方便系統(tǒng)對光調(diào)試；交流耦合輸出可以讓用戶解調(diào)微弱的交流小信號，一定程度上避免過高的直流光信號將探測器飽和。探測器與熱電冷卻器（TEC）相連接， TEC 采用一個熱敏電阻反饋電路對探測器元件的溫度溫度控制在-30℃甚至更低溫度，從而將熱噪聲和背景輻射對輸出信號的影響最小化。為有效地減少電磁噪聲對檢測輸出信號的影響， 探測器外殼采用了鋁合金屏蔽殼體制作，同時起到散熱的作用。
? 半導(dǎo)體冷卻型碲鎘汞紅外光電探測器
? 對2~12 um的中紅外光譜波段光波敏感
? 內(nèi)部一體化集成低噪聲前置運放+TEC控制單元
? TEC熱電冷卻穩(wěn)定 -80℃ 至-30℃ ，極大地降低了熱噪聲
? 前放+制冷控制一體化，噪聲能進(jìn)一步降低，使用也更為便捷
? 性價比高于同款進(jìn)口產(chǎn)品，波長覆蓋也更寬
? 海爾欣針對紅外探測應(yīng)用自主研發(fā)，更適合系統(tǒng)集成，更及時完善的售后服務(wù)
我們做了兩個探測器響應(yīng)性能的測試，分別為：熱輻射對探測器信號響應(yīng)測試和激光器對探測器信號響應(yīng)測試。
l 熱輻射對探測器信號響應(yīng)測試
我們用200℃電烙鐵在探測器前面進(jìn)行擺動，測試探測器信號響應(yīng):
l 激光器對探測器信號響應(yīng)測試
用波長為5微米激光器出來光打在探測器前端，測試探測器信號響應(yīng):
l 測試原理
待測噪聲A，頻譜分析儀基底噪聲為B，噪聲A 接入頻譜分析儀后，測得噪聲為頻譜分析儀總噪聲C（探測器放大后噪聲A和頻譜分析儀基底噪聲B）。它們之間關(guān)系如下：
A2+B2=C2
圖.1 HPPD-M-B探測器噪聲測試系統(tǒng)
由于HPPD-M-B探測器感光單元噪聲Ain信號較小，需要對噪聲信號Ain進(jìn)行放大處理，圖.1 中間框HPPD-M-B專指探測器前置放大電路，實際探測器芯片已集成到HPPD-M-B探測器產(chǎn)品中。
其中Ain為歸一化到探測器輸入端的電流噪聲密度（單位為pA/√Hz）,為我們的待求結(jié)果，A0為Ain經(jīng)探測器HPPD-M-B放大N倍后的信號，Rout為探測器的輸出阻抗（Ω），A為頻譜分析儀輸入端信號，Rin為頻譜分析儀的輸入阻抗（Ω），B為頻譜儀基底噪聲（與測量系統(tǒng)基底噪聲相同），C為頻譜分析儀的頻率掃描結(jié)果?？梢缘玫较到y(tǒng)中存在如下關(guān)系：
A0=Ain*N
A=A0*Rin/(Rin+Rout)
A2+B2=C2
注：
功率dBm轉(zhuǎn)volts：http://wera.cen.uni-hamburg.de/DBM.shtmlvolts轉(zhuǎn)噪聲密度：噪聲密度（nV/√Hz）= RMS volts/√RBW故通過頻率分析儀測試探測器輸出端噪聲，便可容易的推算出歸一化到探測器輸入端的電流噪聲密度。
l 測試系統(tǒng)參數(shù)說明：
放大倍數(shù)N = 15000V/A，探測器輸出阻抗Rout =16Ω，頻譜分析儀輸入阻抗Rin = 50Ω
頻率掃描范圍0-100 kHz，分辨率帶寬RBW = 10Hz
l 測試過程：
1.短路頻譜分析儀的信號輸入端口，為頻譜儀噪聲基底的頻率掃描結(jié)果得到系統(tǒng)基底噪聲B1；
2.按圖1連接測試系統(tǒng)，將配套SMA轉(zhuǎn)BNC同軸線纜一端連接到探測器的SMA輸出端口，另一端連接到頻譜分析儀（型號N9320B）的信號輸入端口；得到未供電時的測試系統(tǒng)頻率掃描結(jié)果，為測試系統(tǒng)的噪聲基底B,可以發(fā)現(xiàn)測試系統(tǒng)的噪聲基底B與頻譜儀輸入端短路時噪聲B1相同，如下圖2中的曲線V1（該曲線為系統(tǒng)的基底噪聲B）。
3.系統(tǒng)供電，將配套+5V電源適配器一端插入探測器電源供電口，另一端插入市電插座，撥動電源開關(guān)上電，此時風(fēng)扇將正常工作，探測器開始溫度調(diào)節(jié)，熱機約10分鐘后，溫控指示燈亮，溫度穩(wěn)定于預(yù)設(shè)值。此時，可得到供電狀態(tài)下，測試系統(tǒng)的頻率掃描結(jié)果，如下圖2中的曲線V2（該曲線為系統(tǒng)的總噪聲C）。
注意：測試過程中，探測器感光單元一直為遮光狀態(tài)。
圖2.頻率掃描結(jié)果（0-100kHz）
l 計算結(jié)果
讀圖：100kHz時，頻譜儀基底B =-120dBm，掃頻結(jié)果C = -117dBm，兩者RMS均為10Hz。
功率dBm轉(zhuǎn)RMS volts：查表http://wera.cen.uni-hamburg.de/DBM.shtml-120dBm對應(yīng)RMS volts為223.607nV；-117dBm對應(yīng)RMS volts為315.853nV。
根據(jù)RBM volts轉(zhuǎn)噪聲密度公式：噪聲密度（nV/√Hz）= RMS volts/√RBW計算噪聲密度B 為70.71nV/√Hz ，噪聲密度C 為99.88nV/√Hz。
根據(jù)計算公式：A2+B2=C2可以等到A=70.54nV/√Hz
根據(jù)計算公式 ：A=A0*Rin/(Rin+Rout)；Rin=50?、Rout=16? 可以得到A0=93.11nV/√Hz 。
通過公式：A0=Ain*N其中N為放大倍數(shù)15000V/A 可以得到Ain=6.2pA/√Hz。
l 附1.探測器芯片的電流噪聲密度
HPPD-M-B編號：96610，芯片電流噪聲 4.7 pA/√Hz5V適配器編號：01191027140測試結(jié)果表明，歸一化到探測器輸入端的電流噪聲密度Ain為6.2pA/√Hz，則海爾欣的前置低噪聲運放的噪聲系數(shù)僅為2.4dB。計算方法為：信噪比：信號功率/噪聲功率（下述計算提到的功率都以歸一化噪聲電流同比表示）噪聲系數(shù)NF = 輸入端信噪比/輸出端信噪比 噪聲系數(shù)可由下列式表示：
Si為輸入信號功率，即為光電流信號；
Ni 為輸入噪聲功率，即為芯片電流噪聲 4.7 pA/√Hz
S0為輸出端信號功率，即為S0=Si*N
N0為輸出噪聲功率，即為Ain*N
通過上計算可以得到噪聲系數(shù)NF=Ain/Ni根據(jù)上面計算結(jié)果可知Ain=6.2 pA/√Hz，Ni=4.7 pA/√Hz
則噪聲系數(shù)NF=1.32，根據(jù)噪聲系數(shù)轉(zhuǎn)換噪聲dB公式：dB=20lgNF=2.4可以得到噪聲系數(shù)為2.4 dB.（關(guān)于低噪聲前置運放的噪聲系數(shù)概念，請參考：http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhca525/zhca525.pdf）
l 附2.與進(jìn)口探測器比較
圖.3 進(jìn)口探測器與HPPD-M-B噪聲比較
V3為HPPD-M-B ,適配器供電(放大15000倍)
V2為某進(jìn)口探測器，本底比HPPD-M-B低是因其放大倍數(shù)較低的緣故。
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