熱紅外探測器的探測率與光子探測器約有2個數量級之差 ,可從兩個方麵提高溫度靈敏度 ,一個途徑是盡量延伸器件光譜響應的長波限 。低溫工作的光子探測器長波限較短 。如碲鎘汞麵陣(77K)的長波限不超過9.5微米 ,長波限達11微米的碲鎘汞麵陣需要致冷至70K ,致冷功率較大 。
原理上講 ,熱紅外探測器應當有相當寬的光譜響應範圍 ,延伸至14微米以上並無困難 ,主要困難在於探光敏材料在長波段的吸收率 。
ML073光敏材料為非晶矽 ,在熱紅外波段吸收率並不高 。從因此 ,在光敏元與R=100%反射器之間設置了λ/4的間隔 ,起到抗反射效果 。設計的間隔可保證對12微米長波輻射的反射損失小於3% ,在8-14微米波段有較均勻的高吸收率 。由於幹涉效應 ,小於4微米的波段的光譜響應起伏很大 。器件窗口已鍍短波截止濾光膜 ,濾除小於8微米的輻射 。
提高紅外探測器係統溫度靈敏度另一個辦法是選用低F數的光學係統 。光子探測器為減少背景噪聲 ,都需要設置冷屏 。受到杜瓦尺寸限製 ,接收孔徑角不能很大 ,因此係統F數都比較大 。而室溫焦平麵麵陣無此類限製 ,目前商用係統配F/0.8紅外鏡頭 ,NETD約80-100mK 。
雖然 ,與致冷光紅外探測器麵陣的熱象儀NETD達25-40mK相比 ,溫度靈敏度較低 ,但室溫焦平麵麵陣有價格低 、可靠性高 、功耗省等優點 ,這些都是低溫工作的光子探測器所不具備的 。