本项目属信息技术领域，通过研制新一代红外对地观测急需的长波红外焦平面组件，满足各领域对航天红外遥感的高灵敏度和高分辨率需求。 8～12.5微米长波红外波段是室温目标红外辐射能量最大的谱段，也是主要的大气透过窗口。因此海洋、环境、气象、军事等领域均迫切需要工作于该波段的长波红外相机，以提高对室温目标的探测灵敏度和目标识别能力。碲镉汞红外焦平面是航天红外相机的核心，决定了相机性能水平。航天长波红外焦平面技术作为一项战略性关键技术，难度很大，国际上仅美、法等少数国家掌握，其核心内容从未公开，产品对我国禁运。而国内碲镉汞长波焦平面器件存在暗电流高、均匀性差和盲元多等问题，制备技术始终未能突破，长期制约我国航天红外观测技术的发展。本项目发展了大面积掺杂型碲镉汞材料制备和新型芯片结构技术，解决了器件均匀性控制、暗电流抑制等问题，降低了器件应力敏感性和串音，实现了工作波段向12.5微米的拓展，提高了探测灵敏度和分辨率。 本项目主要创新点有以下四个方面： 1 长波碲镉汞材料制备技术。创造性地采用定向籽晶碲锌镉衬底生长、碲镉汞垂直浸渍多片外延技术，解决了高均匀性、低缺陷和大面积长波碲镉汞材料难题，奠定了长波长线列器件研制的材料基础。 2 高灵敏度器件制备技术。提出并突破了砷掺杂碲镉汞p型吸收层制备方法，提高了少子寿命；解决了双层钝化和结区浓度控制，降低了探测器暗电流；自主设计了高偏置一致性、高效率CMOS读出电路，大幅提升了灵敏度；创新设计了离子注入和金属化隔离结构，有效降低了像元间串扰，实现了接近理论极限的调制传递函数，提高了空间分辨率。 3 可靠性技术。设计了延展电极和应力平衡层等新结构，提高了器件耐高低温冲击性能，保证了器件可靠性，组件在轨开关机次数已超2000次，用户认为稳定性优于某先进国家同类组件。 4 组件化技术。突破了65K低温冷平台温度均匀性和高真空长线列杜瓦封装技术，实现了长波焦平面探测器的组件化和航天型号应用。 以此为基础，在国内首次研制出截止波长10.7微米的星载碲镉汞1500元长线列焦平面组件，性能达国际先进水平，应用于我国某重大航天工程中的红外相机，相机噪声等效温差优于43mK、角分辨率小于25微弧度，具有高灵敏度、高分辨率和可昼夜观测等特点。投入业务运行后，获得了我国迄今分辨率最高的红外波段卫星对地成像图片。在国内首次研制出截止波长12.5微米的256×2元碲镉汞红外焦平面组件，应用于实践九号B卫星中的长波红外相机，是目前我国在轨工作波长最长的红外焦平面组件。 创新成果获授权国家发明专利5项，申请发明专利1项，发表论文16篇。 本项目实现了国内第二代高端红外焦平面组件首次在轨应用。成果已先后用于地表温度反演、热环境研究、热岛效应监测、西部环境保护等方面，产生了良好的社会效益。形成的长波红外焦平面组件技术保证了航天红外高分辨装备实现自主可控，大幅提升了空间观测能力，支撑了我国红外遥感技术向全谱段和甚高分辨率的发展，具有技术引领作用。