红外探测是我国航天工程的关键技术之一，2021年6月11日，国家航天局公布了“祝融号”火星车拍摄的首批科学影像图，标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。在这辆火星车上，搭载着由中国科学院上海技术物理研究所研制的科学有效载荷——火星表面成分探测仪——它好比是火星车的“火眼金睛”，用于对着陆区的火星表面元素、矿物和岩石开展高精度的科学探测。

　　火星车的关键任务之一便是光谱采集，通过对光谱进行分析，可以知道火星表面到底有哪些元素，而获取光谱曲线的关键组件就是探测器。研究团队在火星表面成分探测仪上首次实现了0.9微米至2.6微米波段的自研铟镓砷探测器的航天应用，开创了我国铟镓砷探测器深空探测之先河。

　　由于探测器跟随“祝融号”火星车经过“长途跋涉”，着陆火星时需经历较强的力学冲击，还要经受火星上昼夜大温差的考验，因力、热效应所导致的环境适应性对探测器性能和可靠性都提出较高要求，难度极大。为了真实验证探测器的性能和可靠性，中国科学院上海技术物理研究所作为国内红外探测技术的引领者，从材料生长、芯片研制、封装工艺到可靠性试验各个环节开展研究，攻克多项关键技术，有效提升了器件性能，创新设计了可靠性试验方法，有效验证了探测器的高可靠性，解决了深空探测中器件稳定性的难题，满足了科学应用及工程任务要求。

　　2021年5月15日，中国首次火星探测任务天问一号搭载的祝融号火星车于成功着陆于乌托邦平原南部（北纬25.066°、东经109.925°）区域，首次在火星上留下了中国印记。研究团队在火星表面成分探测仪上首次实现了0.9微米至2.6微米波段的自研铟镓砷探测器的航天应用。该探测器可以将光信号转为电信号，而以往任务的铟镓砷探测器探测波段只有0.9微米至1.7微米，但火星探测需要到2.6微米，这一波段的探测器通常需要在低温条件下工作，而上海技术物理研究所研制的铟镓砷探测器可以在室温下满足灵敏度的要求。

　　截至目前，祝融号火星车已经在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶1年多，探测器稳定工作并获得了大量宝贵的光谱数据。中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室刘洋研究员团队利用铟镓砷探测器获取的短波红外光谱和导航与地形相机数据。通过分析光谱数据发现，这些类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。研究团队推断，这些富含硫酸盐的硬壳层可能是由地下水涌溢或者毛细作用蒸发结晶出的盐类矿物胶结了火星土壤后经岩化作用形成，这也标志着祝融号实现了国际上首次利用巡视器上的短波红外光谱仪在火星原位探测到含水矿物。

　　为了规范短波红外探测器的研制方法和可靠性试验要求，上海技术物理研究所总结铟镓砷探测器研制中积累的成功经验，制定了InGaAs探测器研制和可靠性试验的中国科学院上海技术物理研究所标准《遥感用R01M-2.5型InGaAs探测器详细规范》Ｑ／KYE 01-034-2019，该标准对遥感用R01M-2.5型InGaAs探测器的结构尺寸、性能指标和测试、质量保证规定及使用规范等事项的进行了总结，覆盖了材料、外形尺寸、引出端排布、像元规格和尺寸等关键设计要求，以及主要光电特性要求、关键参数测试方法、可靠性试验方法。该标准系统全面，内容详细，填补了国内关于R01-2.5型铟镓砷探测器的空白。随着火星探测器任务的圆满完成，后续的嫦娥6号等航天工程项目用同类型铟镓砷探测器，均需要参照该标准完成器件的研制，并逐渐推广应用于多个民用领域。

　　Ｑ／KYE 01-034-2019规定的四个光电性能参数是决定器件性能的核心参数；质量保证规定中的试验方法是在地面验证的器件性能可靠性的专项试验方法，能够真实模拟深空探测时力学冲击、高低温环境变化下器件的工作状态及对器件可靠性的影响。

　　首先，Ｑ／KYE 01-034-2019通过探测器谱段针对性设计提升近红外谱段性能，通过光敏芯片特定波长增透技术提升特定谱段区域的信噪比，通过光敏元结构针对性设计充分利用系统入射光能量，通过热电制冷能力优化提升整机环境温度适应能力。与国际标杆企业日本滨松公司、美国TELEDYNE JUDSON TECHNOLOGIES公司同类型产品参数相比，本标准规定研制的探测器的零偏电阻和光谱响应范围与国际水平相当，处于国际先进水平，本标准规定研制的探测器的峰值探测率和峰值响应率超过国际先进水平，处于国际领先水平。

　　其次，将基于本标准研制的截止波长2.5µm、直径Ø1mm的InGaAs短波红外光电探测器与Judson公司J23TE2-66C探测器分别安装至月球矿物光谱分析仪整机进行对比测试，本标准研制的铟镓砷短波红外探测器在1400-2450nm波段范围内噪声更小、灵敏度更高。

　　Ｑ／KYE 01-034-2019作为R01-2.5型铟镓砷探测器的标准，先后应用于探月工程“嫦娥五号有效载荷月球矿物光谱分析仪”、火星探测“祝融号火星表面成分探测仪”等航天工程项目，以及光谱仪、测温仪等多个商业应用领域，不仅突破高端探测器的国际技术垄断，还实现了民用的推广。在国际上打响了“上海制造”品牌，有力支撑了上海“科创中心”建设。