高解像度熱監視向けデュアルバンド赤外線センサ

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赤外線イメージングシステムは、さまざまな環境条件下で正確な熱検知と対象物の識別が求められるセキュリティ監視、災害対策、環境観測分野で活用が拡大しています。このような背景のもと、富士通は高感度監視用途向けに100万画素を超えるType-II Superlattice（T2SL）構造のデュアルバンド赤外線センサを開発しました。

複雑な監視環境に対応する二波長検知技術
本センサは、中波長赤外線（MWIR）と長波長赤外線（LWIR）の両方を検出可能で、単一ピクセル構造内で同時にマルチスペクトル検知を実現します。この特性により、従来の単一波長赤外線センサと比較して、背景ノイズから対象物をより正確に識別することが可能になります。

また、本センサは0.05℃以下の温度差を検出でき、昼夜を問わず微細な熱変化の識別を可能にします。これらの特性は、長距離観測や高精度な熱識別が求められる衛星搭載および航空機搭載の光学センシングシステムなどの用途に適しています。




防衛・災害対策システム向けの検出性能
想定される用途には、防衛および災害対策向けの監視システムが含まれ、熱パターンの分析により人の活動、物体の移動、環境リスクの早期検知が可能になります。具体的な用途としては、災害時の被災者捜索、森林火災の初期検知、津波の熱観測による監視などが挙げられます。

さらに、温度分布や時間的な熱変化を高精度に可視化できることから、インフラ点検、科学計測システム、分析機器などの用途にも対応可能です。

Type-II Superlattice構造と材料技術
本センサは、ナノメートルスケールで複数の半導体層を積層するType-II Superlattice（T2SL）化合物半導体構造を採用し、材料特性や検出波長の制御を可能にしています。この構造により、高感度化を実現するとともに、可視光よりも低エネルギーである赤外線の検出が可能になります。

バンド構造において大きなエネルギー差を持つ半導体材料を組み合わせることで、製造性を維持しながら安定したデュアルバンド検出を実現しています。また、T2SL材料に適した製造プロセスおよびパッケージ技術の開発により画素の小型化も実現し、100万画素を超える解像度と遠距離対象の検出性能向上につながっています。

研究プログラムと製品開発の方向性
本センサは、日本の防衛省の調達機関である防衛装備庁（ATLA）が委託した「Prototype of Wide Band and High Responsivity Photo-Detectors」プログラムの一環として開発されました。富士通は本プログラムにおいて研究用プロトタイプの納入を完了しています。

産業ジャーナリスト Aishwarya Mambet により編集、AI支援のもと。

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