摘要

红外辐射热测量计是一种基于热敏电阻效应检测红外辐射的探测器，具有无需制冷、体积小、功耗低和成本低廉等突出优势，在红外探测领域占据重要地位。本报告系统梳理了红外辐射热测量计的历史演进、工作原理与性能指标体系、核心材料研究进展、器件结构与焦平面阵列技术、前沿交叉方向以及应用与市场格局。在材料层面，重点分析了以氧化钒（VOx）为主流、以非晶硅（α-Si:H）、氧化钛（TiOx）等为重要补充的热敏材料体系及其温度系数（TCR）、噪声等效功率（NEP）等关键性能指标。在器件层面，综述了微测辐射热计的MEMS工艺路线、像素尺寸缩减趋势和焦平面阵列集成技术的发展。在前沿领域，介绍了AI辅助材料设计、纳米机电系统（NEMS）测辐射热计、自旋电子测辐射热计、太赫兹探测及超导过渡边缘传感器等最新进展。最后，结合市场规模预测和竞争格局，展望了红外辐射热测量计技术的未来发展方向与挑战。

关键词：红外辐射热测量计；微测辐射热计；非制冷红外探测器；热敏材料；焦平面阵列

1 引言

红外辐射广泛存在于自然界中，波长范围约为0.78至1000 μm，涵盖了近红外、中红外、长波红外及远红外等多个波段。红外探测技术通过对物体自身辐射的红外能量进行感知和成像，实现了在夜间、雾霾等低能见度条件下的目标识别和温度测量，在安防监控、航空航天、汽车辅助驾驶、医疗诊断、工业检测等领域发挥着不可替代的作用。

红外探测器按其工作机理可分为两大类：光子探测器和热探测器。光子探测器利用入射光子与半导体材料中电子的相互作用产生光电流，具有响应速度快、探测率高的优点，但通常需要在低温条件下工作以抑制热噪声。热探测器则通过吸收红外辐射引起探测器材料的温度变化，进而转换为可测量的电信号输出。由于热探测过程不依赖于光子与电子的直接相互作用，热探测器一般可以在室温下工作，不需要复杂的制冷系统，从而在体积、功耗和成本方面具有显著优势。

红外辐射热测量计正是热探测器家族中最为重要和广泛应用的成员之一。作为一种基于电阻随温度变化原理工作的热探测器，测辐射热计以其结构简单、CMOS工艺兼容性强、易于大规模阵列化等特性，成为非制冷红外焦平面阵列的主流技术路线。近年来，随着微电子机械系统（MEMS）技术的成熟和热敏材料研究的深入，红外辐射热测量计在像元尺寸、噪声等效温差、响应速度等核心性能指标上持续取得突破，正向着更高分辨率、更高灵敏度和更广泛应用场景的方向快速发展。

本报告旨在对红外辐射热测量计技术进行全面系统的综述。报告首先追溯其历史发展脉络，继而阐明其工作原理与核心性能参数，随后从热敏材料和器件结构两个维度综述技术进展，并介绍前沿交叉方向，最后分析应用场景与市场前景，以期为相关领域的研究人员和工程技术人员提供参考。

2 历史演进

红外辐射热测量计的概念最早可追溯至19世纪末期。1880年，美国天文学家塞缪尔·皮尔庞特·兰利发明了世界上第一台测辐射热计。该仪器由两条涂覆了灯黑的铂箔带构成，分别构成惠斯通电桥的两个桥臂，其中一条暴露于辐射源，另一条则被屏蔽。当辐射照射到暴露的铂箔带时，其温度升高导致电阻发生变化，电桥失衡产生的偏转电流正比于入射辐射的强度。

兰利的测辐射热计灵敏度极高，据记载能够探测到百万分之一度的微小温度变化。在接下来的20年间，兰利持续改进这一仪器，使其灵敏度较最初版本提升了约400倍。1881年，兰利用他改进的测辐射热计首次探测到了太阳发出的红外辐射，并获得了太阳光谱在红外波段的辐射曲线，这些工作为后来普朗克提出量子假说提供了重要的实验基础。1901年，兰利和阿博特进一步展示了测辐射热计可以在约0.25英里的距离上探测到一头牛的热辐射，充分展示了该器件在远程红外探测方面的潜力。

早期的测辐射热计使用金属薄膜作为热敏元件，如铂、钯或铁等金属。金属材料的电阻温度系数通常较小，限制了器件的灵敏度。随着半导体材料研究的深入，20世纪中叶开始出现基于热敏电阻的测辐射热计。热敏电阻具有远高于金属材料的电阻温度系数，能够将微小的温度变化转换为显著的电阻变化，从而大幅提升探测灵敏度。

进入20世纪90年代，微机电系统技术的成熟为测辐射热计带来了革命性的发展。通过MEMS工艺，可以在硅基底上制备悬浮的微桥结构作为热敏像素单元，每个像素与基底之间通过细长的支撑臂连接，实现了极低的热导，从而有效减少了热量向衬底的散失，提高了器件的响应度。1993年，研究人员报道了320×240像素的微测辐射热计红外焦平面阵列，其像元尺寸为50 μm×50 μm，噪声等效温差为100 mK。此后，微测辐射热计技术进入了快速发展的轨道，像元尺寸不断缩小、阵列规模持续扩大、灵敏度稳步提升，奠定了其在非制冷红外成像领域的主导地位。

3 工作原理与性能指标

3.1 基本工作原理

红外辐射热测量计的核心是一个电阻随温度变化的热敏元件。其基本工作过程包含三个相互关联的转换环节：辐射吸收—温度升高—电阻变化。

当红外辐射照射到测辐射热计的吸收层时，吸收层将入射的辐射能量转化为热能，引起热敏元件的温度升高。热敏元件的电阻值随温度的变化关系由其电阻温度系数决定。在器件工作时，通常向热敏电阻施加一个恒定的偏置电流或偏置电压，当电阻值随入射辐射强度发生变化时，其两端的电压或流经的电流也随之改变，从而将红外辐射信号转化为可测量的电信号输出。

从热学角度分析，测辐射热计可以看作一个具有有限热容和有限热导的热力学系统。入射辐射功率P_in使热敏元件温度T相对于环境温度T_0升高ΔT，同时热敏元件通过热导G向衬底散热。在稳态条件下，满足能量平衡方程：

$P_{in}=G\cdot \Delta T$

当入射辐射发生微小变化δP时，相应的温度变化为δT = δP/G。显然，要获得更高的灵敏度，需要尽可能降低热导G，使得同样的辐射功率能够产生更大的温升。

热敏元件的电阻随温度的变化可以用TCR来表征，定义为：

$\alpha =\frac{1}{R}\cdot \frac{dR}{dT}$

对于热敏电阻而言，α一般为负值（负温度系数材料）或正值（正温度系数材料），其绝对值越大，则探测器对温度变化的敏感度越高。

3.2 核心性能参数

红外辐射热测量计的性能优劣主要通过以下几个核心参数来评价：

电阻温度系数是衡量热敏材料对温度变化敏感程度的最基本参数，其绝对值越大，表明材料在单位温度变化下电阻变化越显著，器件的本征灵敏度越高。对于商业化的微测辐射热计，TCR绝对值通常在-2%/K至-4%/K范围内。

响应率定义为探测器输出电信号与输入辐射功率之比，反映了探测器将入射辐射转换为电信号的能力。对于恒定偏置电流I_b工作的测辐射热计，响应率可表示为：

$\Re =I_b\cdot \alpha \cdot \frac{R}{G}\cdot \eta$

其中η为吸收层的辐射吸收效率。由此可见，高TCR、低热导G和高吸收效率是实现高响应率的关键。

噪声等效功率定义为当探测器输出信噪比为1时所需的最小输入辐射功率，反映了探测器能够探测到的最微弱辐射信号。NEP越小，表明探测器的灵敏度越高。探测器的总噪声通常由热噪声、1/f噪声和背景噪声等分量构成，通过优化材料和工艺来降低各噪声分量是提升NEP的重要途径。

探测率是对NEP进行归一化处理后的性能指标，定义为D = √A·Δf/NEP，其中A为探测器的有效面积，Δf为测量带宽。比探测率D*进一步归一化了探测器的面积，单位通常为cm·Hz¹/²/W，便于不同尺寸探测器之间的性能比较。

噪声等效温差是评价红外成像系统温度分辨率的核心参数，定义为当探测器输出信噪比为1时，目标和背景之间的最小可分辨温差。NETD综合反映了探测器的灵敏度、光学系统的F数和成像电子学系统的噪声性能。对于非制冷微测辐射热计焦平面阵列，当前主流产品的NETD已可达到50 mK甚至更低的水平。

热响应时间定义为探测器对阶跃辐射输入的响应从初始值变化到最终值的(1-1/e)倍所需的时间，反映了探测器的响应速度。响应时间由热容C和热导G共同决定：τ = C/G。较快的响应时间有利于实现高帧率成像，但通常需要在灵敏度和响应速度之间进行权衡。

像元中心距是指焦平面阵列中相邻像素中心之间的距离，直接决定了成像系统的空间分辨率。更小的像元中心距意味着在相同的光学系统下能够获得更高的空间分辨率，同时也对MEMS工艺精度和热隔离设计提出了更高的要求。

4 热敏材料研究进展

热敏材料是红外辐射热测量计的核心，其性能直接决定了探测器的灵敏度、稳定性和可靠性。近年来，围绕高TCR、低噪声、CMOS兼容性和工艺稳定性等目标，研究人员对多种材料体系进行了系统探索。以下分述主要材料体系。

4.1 氧化钒（VOx）

氧化钒是当前商业化微测辐射热计中应用最广泛的热敏材料。钒元素具有多种氧化态，可形成VO、V₂O₃、VO₂、V₂O₅等多种钒氧化物。其中非化学计量比的VOx薄膜因其适中的室温电阻率、较高的TCR以及与CMOS工艺的良好兼容性而成为工业界的主流选择。

VOx薄膜的TCR通常在-2%/K至-3%/K范围内，通过掺杂和工艺优化可以进一步提升其性能。研究表明，通过原子层沉积制备的铝掺杂VOx薄膜实现了-4.2%/K的TCR，结合单壁碳纳米管还可显著降低1/f噪声。基于VOx焦平面阵列的噪声等效温差已可低于30 mK，比探测率接近2×10¹⁰ cm·Hz¹/²/W，代表了当前非制冷微测辐射热计的技术前沿。

在新型结构设计方面，有研究团队基于自主可控的0.18 μm VOx MEMS工艺平台，设计出8 μm中心距的小像元微测辐射热计结构，采用两侧型伞形超表面结构使填充因子达到90%，在8-16 μm长波红外波段平均吸收率高达96.8%，热响应时间约为3.8 ms。

近期，韩国蔚山科学技术院的研究人员利用人工智能驱动的遗传算法，设计了钨掺杂VO₂多层膜结构，在20-45℃温度范围内实现了高达7.3%的TCR，整体测辐射热性能（β指数）较商用材料提升了23.6倍。这一突破展示了人工智能在加速热敏材料研发方面的巨大潜力，也为解决VO₂材料固有的非线性迟滞问题提供了新的思路。

4.2 非晶硅（α-Si:H）

磷掺杂氢化非晶硅是另一种重要的商业化热敏材料。与VOx相比，α-Si:H具有更高的TCR，在适当掺杂条件下TCR可超过-5%/K，同时在MEMS工艺兼容性和长期稳定性方面表现出色。

α-Si:H材料的优势在于其制备工艺与标准CMOS生产线高度兼容，有利于降低制造成本和提高良率。此外，非晶硅材料的1/f噪声特性相对可控，在低频应用场景中具有较好的性能表现。然而，α-Si:H的TCR稳定性受温度影响较大，在宽温区应用中需要配合适当的温度补偿策略。

4.3 氧化钛（TiOx）

氧化钛作为一种新兴的热敏材料近年来受到越来越多的关注。通过原子层沉积和后续退火工艺制备的TiOx薄膜，TCR最高可达-7.2%/K，超越了传统的VOx和α-Si:H材料。

TiOx的高TCR源于其特殊的电子结构和缺陷化学特性，但如何在获得高TCR的同时保持较低的电阻率和可控的1/f噪声水平，仍是该材料体系走向实用化需要解决的关键问题。此外，TiOx薄膜的长期稳定性和工艺重复性也需进一步验证。

4.4 新兴材料体系

除上述主流材料外，多种新兴材料体系正在被积极探索。GeSn合金材料利用能带工程实现了对红外吸收光谱的可调性，有望在特定波段实现更高的探测效率。单壁碳纳米管网络作为热敏材料展现了优异的性能潜力，研究报道的SWCNT网络TCR达到-6.5%/K，NEP低至1.2 mW/√Hz。

此外，掺杂有机半导体材料也被用于红外测辐射热计，其优势在于机械柔性和光谱可调性。研究表明，将器件总厚度减薄可使响应时间缩短至41 ms，足以满足成像应用需求，探测度达到8×10⁹ Jones。

5 器件结构与焦平面阵列

5.1 MEMS微桥结构

非制冷微测辐射热计的像素单元通常采用悬浮微桥结构设计，这是实现高热灵敏度成像的关键技术。微桥结构的基本构成包括：吸收层/热敏层复合膜、支撑臂、读出电极以及下方的反射层。

在MEMS工艺中，首先在硅衬底上制作CMOS读出电路和底部反射层，然后沉积牺牲层，在牺牲层上制作热敏电阻薄膜和吸收层，最后通过释放工艺去除牺牲层，形成悬浮于衬底上方的微桥结构。微桥通过细长的支撑臂与衬底连接，支撑臂通常设计为细长曲折的形状以最大化热阻，同时提供机械支撑和电连接。

微桥结构与衬底之间的真空封装进一步降低了气体热传导，使热敏元件仅通过支撑臂的固体热导和辐射热导与外界交换热量，从而获得极低的总热导和更高的响应度。

5.2 焦平面阵列集成

焦平面阵列将成千上万个微测辐射热计像素与CMOS读出电路单片集成，构成了非制冷红外成像系统的核心。读出电路负责向每个像素提供偏置电压/电流、将像素电阻变化转换为电压信号、并进行多路复用输出。

随着焦平面阵列规模的不断扩大和像元尺寸的持续缩小，读出电路面临着信号读出速度、功耗、噪声抑制和非均匀性校正等多重挑战。当前主流产品的阵列规模已从早期的320×240发展到1280×1024甚至更高，12 μm像元已成为市场主流，最新研究已实现6 μm像素间距。

3D异质集成技术是焦平面阵列发展的重要方向之一。通过在读出电路上方垂直堆叠单晶硅基热敏材料，可以在不牺牲填充因子的前提下提升响应度。此外，研究还尝试将像素阵列制作在封装窗口侧晶圆上，使电路元件和吸气材料能够垂直堆叠，从而减小芯片尺寸并降低成本。

5.3 填充因子与光学吸收

填充因子定义为像素中有效热敏面积与像素总面积之比。更高的填充因子意味着更多的入射辐射被有效吸收，有利于提升响应度和NETD。然而，随着像素尺寸的缩小，支撑臂和读出电极所占面积比例增加，填充因子面临下降压力。

超表面结构的设计为解决这一问题提供了新思路。通过在两翼侧设计伞形超表面结构，可以在不增加像素整体尺寸的前提下显著提升有效吸收面积。上述8 μm像素设计中，两侧型伞形超表面使填充因子达到了90%。

在红外吸收方面，通过设计光学谐振腔结构（由吸收层与底部反射层构成），可以利用干涉效应增强特定波段的吸收效率。时域有限差分法仿真表明，优化后的结构在8-16 μm长波红外波段的平均吸收率可达96.8%。

6 前沿研究进展

6.1 AI辅助材料优化设计

传统热敏材料研发依赖于试错实验和经验积累，周期长、效率低。近年来，人工智能方法开始在材料科学领域展现出巨大潜力。近期，韩国研究团队利用遗传算法在超过130万种可能的多层膜结构中快速筛选出了最优配置，通过将不同钨掺杂浓度的VO₂薄膜进行四层堆叠，同时获得了高TCR和低迟滞特性，整体性能提升超过20倍。

这一方法不仅适用于微测辐射热计，其“通过多层结构设计实现对外部刺激的大幅且线性响应”的策略具有广泛的通用性，可推广至其他传感器和电子器件领域。

6.2 NEMS测辐射热计

随着器件尺寸向亚微米甚至纳米尺度推进，纳米机电系统测辐射热计成为探索高灵敏度探测的新前沿。有研究报道了基于超薄金谐振器的NEMS测辐射热计，利用超薄金纳米片的有限光学透射特性，实现了高灵敏度的干涉测量检测方案。

在太赫兹探测领域，基于SOI MEMS悬臂梁谐振器的非制冷测辐射热计展现了宽带响应能力（1-10 THz）。该器件利用压阻效应实现电读出，低频噪声密度低至2.7 mHz/√Hz，NEP约为36 pW/√Hz，热响应时间约为88 μs。进一步缩小器件尺寸至亚微米量级，有望将NEP降至pW/√Hz甚至亚pW/√Hz水平。

6.3 自旋电子测辐射热计

近期发表的研究提出了“自旋电子泊松测辐射热计”这一全新概念。该探测器在室温下工作，利用热激活磁化翻转将辐射通量编码为随机比特流，解决了传统室温红外探测受限于随机热力学和1/f波动的根本性制约。

通过集成物理信息的CNN-GRU推断框架，该探测器将噪声等效微分温度从233.78 mK降低至40.44 mK，降幅达6倍。进一步集成纳米等离子体天线后，探测波段扩展至短波红外到长波红外（0.8-14 μm）的连续超宽带范围。该研究还将探测器的本征随机性重新定义为计算资源，实现了事件驱动成像和异步像素内计算。

6.4 太赫兹探测

太赫兹波段（0.1-10 THz）介于红外和微波之间，在安全检查、生物医学成像、无损检测和通信等领域具有广阔的应用前景。微测辐射热计凭借其室温工作能力和易于阵列化的优势，成为太赫兹探测的重要技术路线之一。

在实际应用层面，基于非制冷微测辐射热计焦平面阵列的太赫兹成像系统已在商业层面实现突破。实时太赫兹成像系统在4.7 THz频率下可实现250 μm的空间分辨率，并以25帧/秒的速率进行全场动态成像。

6.5 超导测辐射热计与过渡边缘传感器

当需要极限灵敏度时，超导测辐射热计代表了测辐射热计技术的最高水平。过渡边缘传感器利用超导材料在超导态与正常态转变边沿处电阻随温度剧烈变化的特性，能够以极高的精度测量微小温度变化。

在太赫兹波段，热电子超导TES测辐射热计可在0.3 K的工作温度下实现太赫兹光子计数能力，NEP可达3×10⁻²⁰ W/Hz¹/²量级。此类超灵敏探测器主要面向空间天文观测、量子计算读出的等对灵敏度有极端要求的科学应用场景。

6.6 新型读出方式

传统微测辐射热计采用硅基CMOS读出电路，但硅基器件在空间辐射、核事故等恶劣环境下可能面临性能退化甚至失效的风险。为突破这一限制，研究人员提出了基于氮化镓LED的光电读出方案。VO₂/GaN LED异质结构将温度诱导的VO₂电阻变化转换为LED可见光发射强度的变化，实现了嵌入式光电读出。该方案不仅规避了硅基器件在恶劣环境下的可靠性问题，还通过可见光信号实现了空间分辨热传感，为新型红外传感器架构提供了重要参考。

7 应用领域

7.1 安防监控与军事国防

安防监控是微测辐射热计最传统和规模最大的应用领域。非制冷红外热成像仪能够在完全黑暗、烟尘、雾霾等条件下清晰成像，是边防巡逻、重要设施监控、城市安防等场景中不可或缺的设备。在军事领域，红外导引头、车载夜视仪、单兵手持热像仪等装备广泛应用了微测辐射热计技术，其无需制冷的特性大大降低了系统的体积、重量和功耗。

7.2 汽车辅助驾驶

随着汽车智能化水平的提升，高级驾驶辅助系统和自动驾驶技术对全天候环境感知能力提出了迫切需求。红外热成像技术能够穿透夜间黑暗和恶劣天气，有效识别行人、动物和其他车辆，弥补可见光摄像头和激光雷达在某些场景下的局限性。汽车应用是红外探测器市场中增长最快的细分领域之一。对于自动驾驶系统而言，能够在125℃高温下保持灵敏度的传感器尤为关键，以确保在阳光直射、发动机热量和封闭壳体等条件下可靠工作。

7.3 工业检测与预测维护

在工业领域，红外热成像广泛应用于设备状态监测、电气故障诊断、建筑物热损检测、石化装置泄漏检测等场景。欧盟相关机械法规已将热成像纳入风险评估合规性验证的一部分，推动了预测性维护热成像技术的普及。非制冷微测辐射热计焦平面阵列的小型化趋势也为工业物联网运动传感器提供了新的可能性。

7.4 医疗健康

红外热成像技术在医疗健康领域的应用日益广泛，主要包括体温筛查、炎症检测、血管成像、肿瘤早期诊断等。非制冷微测辐射热计的非侵入式监测能力使其在临床诊断和健康监测方面展现出独特优势。COVID-19疫情期间，基于微测辐射热计的红外体温筛查系统在全球范围内得到大规模部署，充分展示了该技术在公共卫生应急响应中的价值。

7.5 科学研究

在科学研究领域，测辐射热计发挥着不可替代的作用。从大气辐射探测到天文观测，从光谱学到粒子物理实验，测辐射热计以其宽波段响应特性和超高灵敏度的实现能力，成为科学家探索未知世界的重要工具。例如，在宇宙微波背景辐射观测和中微子双β衰变搜索等前沿实验中，超导测辐射热计正在提供前所未有的探测能力。

8 市场格局与发展趋势

8.1 市场规模

全球微测辐射热计市场正处于快速增长阶段。根据市场研究报告，2025年全球微测辐射热计市场规模约为6.34亿美元，预计到2030年将达到8.91亿美元，复合年增长率约为7.06%。在更宽口径的红外探测器市场中，2025年市场规模约为7亿美元，预计到2030年将达到9.8亿美元。另有市场分析预测，到2031年全球测辐射热计市场规模将达到约32亿美元，CAGR高达16.8%，显示出不同口径下的强劲增长预期。

8.2 驱动因素

微测辐射热计市场增长的主要驱动力包括以下几个方面。首先是安全防范需求的持续增长，特别是在地缘政治紧张背景下，各国对边境监控、军事侦察和关键基础设施保护的投资不断增加。其次是汽车产业向自动驾驶演进，车载热成像系统作为环境感知的重要组成部分，市场需求快速释放。第三是工业4.0推动的预测性维护普及，热成像设备在智能制造中的应用范围不断拓展。第四是医疗健康领域对非侵入式诊断技术的持续关注。

从技术发展角度看，非制冷微测辐射热计的小型化趋势正在为物联网运动传感器、智能建筑端点等新兴应用开辟市场空间。

8.3 竞争格局

红外探测器市场的主要参与者包括Teledyne FLIR、Honeywell International、Lynred（由ULIS与Sofradir合并）、Hamamatsu Photonics和Excelitas Technologies等国际企业。在区域分布上，亚太地区占据了红外探测器市场约42%的份额，中国市场在汽车电子和消费电子领域增长尤为突出。

8.4 未来技术发展趋势

综合当前研究动态，红外辐射热测量计技术的未来发展呈现以下几个主要方向：

材料创新驱动性能突破。 高TCR、低噪声、CMOS兼容的新型热敏材料将持续是研究的核心。GeSn合金、SWCNT网络、有机半导体等新兴材料有望在某些应用场景中替代传统的VOx和α-Si:H。AI辅助材料设计方法将加速新材料的发现和优化过程。

像素尺寸持续微缩。 从17 μm到12 μm再到8 μm乃至更小的像素中心距是明确的技术演进方向。更小的像元尺寸意味着更高的空间分辨率，但也对热隔离设计、填充因子保持和读出电路性能提出了更高要求。

3D异质集成走向成熟。 垂直堆叠的器件架构将进一步提升集成度和性能，同时为读出电路设计和热管理提供更多自由度。

探测波段向太赫兹拓展。 太赫兹成像与传感是测辐射热计技术最具潜力的新兴应用方向之一。随着太赫兹源和探测技术的共同进步，基于微测辐射热计的太赫兹系统有望在安检、无损检测和通信领域实现规模化应用。

智能化与边缘计算融合。 自旋电子测辐射热计等新型器件展示了将感知与计算融合的可能性。未来红外成像系统将不再局限于被动采集图像，而是在像素层面实现智能信号处理，降低数据传输带宽和后端计算负担。

新型读出架构探索。 以GaN LED光电读出为代表的新型读出方式有望在某些特殊应用场景中替代传统硅基CMOS读出电路，拓展红外探测技术的应用边界。

9 结语

红外辐射热测量计历经近一个半世纪的发展，从兰利实验室中简单的铂箔带演化为今天高度集成、性能卓越的非制冷红外焦平面阵列，走过了从物理概念到工业产品的完整技术路径。当前，以VOx和α-Si:H为代表的成熟材料体系支撑着每年数十亿美元的产业规模，而GeSn、SWCNT、掺杂有机半导体等新兴材料以及AI辅助设计、NEMS谐振结构、自旋电子探测等前沿方向的不断涌现，正为该技术的持续进步注入新的动力。

展望未来，红外辐射热测量计技术将继续沿着“更高分辨率、更高灵敏度、更小尺寸、更低功耗、更宽探测波段”的方向发展。在安防监控、汽车辅助驾驶、工业检测、医疗健康和科学研究等领域的广泛应用需求的牵引下，在材料科学、微纳加工、人工智能等基础与前沿学科的推动下，红外辐射热测量计技术有望在未来十年迎来新的黄金发展期，为人类社会感知世界的技术能力带来革命性的提升。

参考文献

[1] Wang B, et al. Convergence of Thermistor Materials and Focal Plane Arrays in Uncooled Microbolometers: Trends and Perspectives. Nanomaterials, 2025, 15(17), 1316.

[2] Patel S. Pyroelectric sensing and detection. Elsevier, 2025.

[3] Bolometer Market Analysis. Research and Markets, 2025-2031.

[4] Infrared Detector Market Report 2025-2030. MarketsandMarkets, 2025.

[5] 一种8 μm高吸收率快速响应微测辐射热计设计. 激光与红外杂志, 2025.

[6] Choi JH, Lee HT, Kim J, et al. AI-Optimized Vanadium Oxide Multilayers for More Than 20-fold Enhancement in Bolometric Performance. Advanced Science, 2026.

[7] 基于SOI MEMS悬臂梁谐振器的非制冷太赫兹测辐射热计. Microsystems & Nanoengineering, 2025.

[8] Mousa M. Spintronic Poisson Bolometers: Broadband Infrared Sensing and Neuromorphic Computing. Purdue University, 2026.

[9] Long wavelength infrared sensor array using VO₂ microstructures fabricated on visible GaN LED. Scientific Reports, 2025, 15, 29380.

[10] Hara S, et al. A Novel Long-Wave IR Image Sensor Based on MEMS Technology. The 73rd JSAP Spring Meeting, 2026.

[11] 非制冷微测辐射热计探测器工作温度特性研究. 红外与毫米波学报, 2007.

[12] 微测辐射热计市场预测（2025-2030）. Global Information, 2025.

[13] 红外探测器市场规模及份额分析. 越省事, 2025.

[14] Bolometer. IUPAC Gold Book.

[15] Langley SP. The Bolometer. Nature, 1880.