光的本质是电磁波，人类肉眼可感知的电磁波被称为可见光，也就是众所周知的红橙黄绿青蓝紫这七种颜色。可见光仅为整个电磁波谱中很小的一部分。要感知可见光之外的其他电磁波，必须借助外界手段如光电探测器来实现。
红外光，也被称为红外线，是英国科学家赫歇尔于1800年在实验室中发现的。它是波长比红光更长的电磁波，具有明显的热效应，使人能感觉到而看不见。红外探测技术通常可用于夜视、医疗、气体检测、天文探测等。
红外探测器是一种对于红外辐射进行高灵敏度感应的光电转换器件。早期的红外探测基于红外辐射的热效应，现代的红外探测器大多是基于光电效应而设计的。量子级联探测器(quantum cascade detector, QCD)是一种新型的光电探测器，于21世纪初被提出，是一种人工结构的晶体材料。
量子级联探测器通常由两种禁带宽度不同的半导体材料交替生长而成，通过能带工程将材料的导带设计成量子阱结构，其探测波长主要受到势垒高度的限制，可覆盖红外与太赫兹波段。
量子级联探测器的能级分布如上图所示，其结构可大体分为两部分，吸收区与输运区。吸收区负责光子的吸收，吸收一个入射光子的同时，激发一个电子；输运区负责使这个电子定向移动。量子级联探测器这种不对称的结构，使其表现出光伏特性，可使光激发的电子自发地单向输运，不需要借助其他外力比如外加电场。这种光伏特性使得光电信号的输出与采集更为便捷。
基于种种优点，量子级联探测器成为微光探测、卫星遥感、星地高速激光通信以及高对比度红外成像等应用领域中极具前景的红外探测器件。目前，中国科学院上海技术物理研究所陆卫研究团队在国际上首次研制了量子级联探测器红外焦平面阵列，该探测器基于GaAs/AlGaAs材料，峰值探测波长为8.5微米，位于长波红外波段，面阵规模达到320×256（81920像素），并初步进行了红外成像实验。