量子阱紅外光子探測器是由非常薄的GaAs和AlxGa1-xAs晶體層交疊而成的 ，在內部形成多個量子阱 。采用分子束外延技術可將GaAs和AlxGa1-xAs晶體層的厚度控製到幾分之一的分子層的精度 。
GaAs材料的帶隙為1.35電子伏特 ，通常不能製造波長不大於0.92微米的探測器 。但量子阱內電子可處於基態或初激發態 。器件的結構參數可保證受激載流子能從勢阱頂部逸出 。並在電場的作用下 ，被收集為光電流。
QWIP響應的峰值波長是由量子阱的基態和激發態的能級差決定的 ，它的光譜響應與本證紅外探測器不同 ，QWIP的光譜響應峰較窄 ，較陡 。但它的峰值波長 、截止波長可以靈活 、連續地剪裁 ，在同一塊芯片上製造出雙色 、多色的成像麵陣 。
與其它光子探測器相比 ，QWIP獨特之處首先在於它的響應特征可通過製造理想的束縛能級的方法來修正 。改變晶體層的厚度可改變量子阱的寬度 ，改變AlGaAs合金中Al的分子比 ，可改變勢阱高度 ，從而在較大範圍內調整子能帶之間的帶隙 ，探測器就可以響應3至20微米的輻射 。其次 ，它獲得真正的“無噪聲”固態光電倍增效應 。
由於QWIP采用了GaAs生長和處理的成熟技術 ，可以製作成大規模的成像麵陣。“度身定製”的量子阱陣列完全可以做到 ：每個紅外探測器具有要求的峰值響應，並且陣列中的每一個探測器可以和一個獨立的光電倍增管相連 。這樣的陣列就好像是一個大數目的光電倍增管 ，不同的是它有高的量子效率 ，可以工作在較長波長 ，並有較小的結構尺寸和較低的功耗 。
量子阱探測器的缺點是光譜響應峰較窄 ，因此 ，研製寬波段的紅外大規模麵陣是發展趨勢 ，如8-14微米 、100萬像素的量子阱成像麵陣 。可以預見 ，屆時紅外相機和可見光CMOS相機的差距將大大縮小 。