中文摘要：

本项目根据红外焦平面技术发展中面临的技术瓶颈问题，提出了一种新的可能解决途径，即在重要的红外探测(长波热红外)波段实现该波段光子频率向近红外甚至可见波段的上转换，它在机理上区别于传统的非线性效应诱导的光子能量上转换过程，它是利用热红外的低频光子通过与电能的巧妙结合形成一个近红外或可见的高频光子，并且适应于探测技术中红外光强度较弱的应用条件。在该转换过程中将通过相对成熟的III－V族半导体材料微结构给人们带来的能带工程与波函数工程对光电功能材料进行优化构造的巨大可能性，将量子阱红外探测器微结构与半导体发光二极管微结构进行有机地耦合集成，从而实现将量子阱红外探测器探测到的红外光电信号转化为半导体发光二极管发射的近红外或可见波段的光信号。这一技术的发展将可能对红外焦平面技术形成一种全新的技术能力，相对现有红外焦平面技术而言它将缓解目前面临制冷功耗、读出电路、器件互联和焦平面规模等方面的技术困难。

结论摘要：

本项目针对目前红外焦平面技术中所面临的瓶颈问题，如大规模器件中的信号读取问题，互连封装问题以及制冷功耗问题等，设计了一种可以实现由长波红外向近红外上转换的新型量子阱红外探测器材料与器件。这种新型材料器件将n型量子阱红外探测器（QWIP）材料或p型量子阱红外探测器（QWIP）材料与发光二级管（LED）材料有效集成在一起。其中QWIP部分可以吸收长波红外光子从而实现对长波红外信号的探测，同时，其吸收的长波红外光子通过与电能的结合可以被器件的LED部分以近红外发光的形式表现出来，从而实现光子频率的上转换。实验制备了基于n型QWIP和p型QWIP的红外上转换器件（n－QWIP－LED）和（p－QWIP－LED）。并对两种器件的红外响应光谱和器件的上转换发光光谱进行了测试和分析。通过两种方法下响应光谱的测量给出了明确的关于器件热红外－近红外上转换的信息。其中，对于n型器件，80K时器件的红外响应波长为8.7微米，经上转换后的近红外发光波长为0.87微米；对于p型器件，40K时器件的红外响应波长为7.5微米，经上转换后的近红外发光波长同样为0.87微米。