根据黑体辐射理论，任何温度高于绝对零度的物体都会辐射电磁波，光子型红外探测器的原理正是利用了某些材料的红外吸收与光电特性。半导体超薄层外延设备与技术可以实现单层精度的材料生长控制，同时又可将电子限制在一个相当窄的区域内，这种量子尺寸效应改变了电子的能带、态密度等，也改变了器件的光电特性，可以利用化学稳定的宽带隙材料与电子的子带间跃迁来实现红外波段的探测，即制备量子阱红外探测器。通过材料种类与组分、厚度等能带调控手段，还可实现不同红外波段的探测。选择同类兼容生长技术，可把几个不同红外波段的量子阱探测材料通过叠层模式生长在一个衬底上，然后再通过器件制备技术在同一个像素上实现多个波段的同时分别成像，这就是多波长量子阱红外探测器。

在量子阱结构设计中，通过调节阱宽、垒宽以及组分含量等参数，使量子阱子带的激发态被设计在阱内（束缚态）、阱外（连续态）或者在势垒的边缘或者稍低于势垒顶（准束缚态），以便满足不同的探测需要，获得最优化的探测灵敏度。研究人员先后提出了4种跃迁模式：束缚态到束缚态（B-B）、束缚态到连续态（B-C）、束缚态到准束缚态（B-QB）以及束缚态到微带（B-MiniB）。文献已报道有双色、三色、四色多波长量子阱红外探测器焦平面阵列，根据材料生长和制备工艺难度的不同，多色在一个像元或隔行像元上实现，集成化的系统应用需求希望实现一个像元上的多色探测。

多波长量子阱红外探测器的优点包括：成熟的材料生长技术和器件制造技术、更好的材料稳定性和耐辐射特性，易于制作成本比较低的大面阵多色探测器；由于量子阱的窄带吸收特性，不同红外波段之间的光谱串音非常低。