Статья: Повышение качества изображения тепловизоров на основе матричных HgCdTe фотоприемных устройств ИК-диапазона (2010)

Предложена простая конструкция электромагнитного клапана для импульсного напуска газа в вакуумные устройства. Длительность газового импульса может изменяться в пределах 0,3—2 мс при частотах повторения до 60 Гц. Клапан управляется небольшими импульсными токами и не создает значительных наводок.

Представлены результаты работы по разработке технологии изготовления миниатюрных тепловых труб, базирующейся на получении продольных капиллярных каналов с помощью деформационного резания.

Представлены результаты исследования, посвященные синтезу базовой изопланатической линзы со сферическими поверхностями из градиентного материала с линейным осевым распределением показателя преломления. Исследованы и систематизированы аберрационные свойства и конструктивные параметры таких линз.

Рассмотрена методика синтеза конструкционных оптических покрытий и метод контроля диэлектрических покрытий с помощью акустооптического спектрофотометра.

Представлены результаты разработки двухпольного тепловизионного прибора на основе панорамного оптического тракта типа All-sky. Приведены основные технические характеристики прибора и данные проработок оптического тракта.

Для комплекса FEL (лазер на свободных электронах) университета Duke (США, Северная Каролина) разработаны и изготовлены генераторы инжекции и экстракции из бустера (промежуточного ускорителя), инжекции в основное кольцо и кикеров (отклоняющих пластин). В качестве быстрых коммутаторов использованы тиратроны типа ТПИ, которые имеют меньшее время нарастания анодного тока по сравнению с обычными тиратронами. Представлены результаты испытаний и эксплуатации генераторов и кикеров в рабочем режиме с пучком в течение более четырех лет.

Представлена система для сбора данных о движущихся объектах внешней атмосферы в окрестности космического аппарата. Приведен принцип построения такой системы. Рассмотрены вопросы расчета точности данной системы и использования оптической системы для регистрации одиночных быстролетящих объектов космического мусора.

Рассмотрены физический механизм работы, построение и результаты экспериментального исследования новых детекторов электромагнитного излучения на основе эмиссии газа горячих электронов (Hot Electron Gas Emission Detectors — HEGED). В указанных детекторах используется эффект изменения тока термоэлектронной эмиссии в диоде с барьером Шоттки при прямой передаче энергии поглощенного излучения системе электронного газа в квазиметаллическом слое барьера. Показана возможность детектирования излучения с энергией квантов меньше, чем высота потенциального барьера диода Шоттки, и значительного увеличения граничной длины волны детектора PtSi/Si.

Исследовано влияние предростовой подготовки подложек GaAs на кристаллическое совершенство и морфологию поверхности выращенных на них MOCVD-слоев CdTe и CdxHg1-xTe. Показано, что оптимальной температурой отжига подложек GaAs(100) в атмосфере водорода является 580—590 °С, а подложек GaAs(111)B — 530—550 ° С. При более высокой температуре отжига ухудшается морфология поверхности выращиваемых слоев CdTe, а при более низкой — ухудшается их кристаллическое совершенство. Нанесение гомоэпитаксиального слоя арсенида галлия на подложки GaAs(100) может служить эффективным средством уменьшения плотности ростовых дефектов (hillocks) на поверхности гетерослоев CdxHg1-xTe(100)/CdTe(100)/GaAs(100).

Представлены результаты экспериментального исследования чувствительности длинноволнового фотоприемника (ФП) на основе структур с квантовыми ямами (СКЯ) при комнатной температуре. Приведены оценки чувствительности ФП СКЯ с оптимизированной спектральной характеристикой и другими конструктивными усовершенствованиями. Показано, что чувствительность ФП СКЯ при этом может быть увеличена в сотни раз по сравнению с полученной, а обнаружительная способность такого ФП СКЯ может быть сопоставима и даже превышать таковую для микроболометрических ФП.

Результаты исследований по оптимизация температуры сварки индиевых столбов в методе групповой сборки многоэлементных фотоприемных модулей ИК ФПУ позволили разработать технологию сборки при температуре 120 °С и давлении менее 1,56-107 Н/м2 методом перевернутого кристалла фоточувствительных матриц n-p-переходов в гетеро-эпитаксиальном слое HgCdTe p-типа без ухудшения электрофизических характеристик n-p-переходов и усилием на разрыв фотоприемных модулей размерностью 128x128 элементов 2675 г при диаметре столба 20 мкм.

Проведен анализ результатов разработок в области неохлаждаемых тепловых приемников ИК-изображения на основе наноразмерных мембран из биморфного материала. Обсуждаются предельные характеристики и оптимизация элементов матричных фотоприемников такого типа. Дана оценка перспектив микрооптоэлектромеханических систем (МОЭМС) в ИК-технике.

Проведены исследования структурных, оптических и механических характеристик однородных по составу сульфоселенидов цинка ZnSxSe1-x, полученных CVD-методом. Экстремальный характер зависимости свойств от состава объясняется немонотонным изменением степени дефектности структуры при изменении соотношения атомов серы и селена в твердых растворах.

Приведены результаты исследований долговременной стабильности параметров двухточечной коррекции неоднородности для формирователя сигналов изображения (ФСИ) на основе охлаждаемого матричного фотоприемного устройства (МФПУ) формата 256x256 элементов на спектральный диапазон 3—5 мкм с использованием фотодиодов из InSb. Определены влияние каждого из двух параметров двухточечной калибровки на разность температур, эквивалентную шуму, и ее стабильность.

В острийном источнике In и Sn наблюдалось немонотонное распределение плотности ионного тока по радиусу. Уменьшение плотности тока в центре пучка связано с генерацией заряженных наночастиц с размерами 2—20 нм, которые распространяются вдоль оси системы. Наблюдаемый низкий уровень модуляции тока возможен в том случае, если размер области эмиссии ионов значительно превосходит размер области наночастиц. Из жидкого эмиттера диаметром 100 нм извлекается ионный пучок с начальной плотностью тока ∼106 A/cм2.

Магнитная ловушка для удержания плазмы с обращенным полем или обращенная магнитная конфигурация (FRC) — одна из наиболее перспективных альтернативных по отношению к токамаку, систем с высоким β. Предложен краткий обзор по последним данным FRC и возможным направлениям использования таких конфигураций помимо получения энергии в термоядерных реакторах (ТЯР).

Представлены результаты исследований группы быстрых электронов плазмы СВЧ-разряда в магнитной ловушке “Магнетор”. Информация о наличии и расположении данной группы электронов важна для определения полного давления плазмы с учетом проведенных ранее зондовых измерений. Установлено, что быстрые электроны локализованы внутри магнитной сепаратрисы в области удержания основной плазмы. Максимальная энергия быстрых электронов выше 25 кэВ.

Рассмотрена симметричная модель двухкомпонентной плазмы и рассчитаны распределения электрических микрополей, действующих на заряженные и нейтральные частицы с помощью метода молекулярной динамики при фиксированной температуре T = 30 000 K, и различных величин параметра неидеальности 0,2 ≤ Г ≤ 1,2. Обсуждены изменения этих распределений в зависимости от Г. Особое внимание уделено поведению хвостов распределений. Показано, что поведение этих хвостов в нейтральной точке согласуется с хвостами распределения Хольцмарка, тогда как хвосты распределений на заряде значительно толще и характеризуются степенным показателем, изменяющимся в пределах от –2,2 до –1,8 с увеличением Г.

Рассмотрена система спектрального и поляризационного анализа изображений на основе перестраиваемого акустооптического фильтра. Использована особая геометрия дифракции Брэгга в парателлурите, при которой ортогонально поляризованные компоненты светового поля рассеиваются в противоположные дифракционные порядки. Для сравнения интенсивностей пучков с различной поляризацией применяется одновременная регистрация +1 и –1 порядков дифракции.

Показано, что реакция слияния ядер в холодном водороде протекает благодаря образованию метастабильных атомов динейтрония, представляющих собой связанное состояние двух нейтронов и одного нейтрино. Дана оценка массы, размеров и времени жизни атомов динейтрония, образующихся в результате взаимодействия атомов дейтерия со свободными или квазисвободными электронами.

Для систем, находящихся под воздействием энтростата, показана возможность возникновения энтропийных колебаний в нелинейных процессах.

Теоретически и экспериментально рассмотрена эволюция формирования контура изображения в процессе акустооптической (АО) брэгговской дифракции с ростом мощности звука. Показано, что с энергетической точки зрения вариант формирования контура в первом дифракционном порядке более выгоден по сравнению с формированием контура в нулевом порядке несмотря на то, что первый вариант происходит с расстройкой брэгговского синхронизма.

Проанализирован коэффициент рассеяния низкочастотного электромагнитного поля на сферической оболочке, находящейся в слабопроводящей среде.

Определены сечения комптоновского рассеяния во внешнем однородном и стационарном электрическом поле в нерелятивистском (по движению электронов) борновском приближении. Показано, что найденные сечения могут заметно отличаться от сечения рассеяния фотонов на изолированном электроне и зависят от взаимного расположения точки отражения электрона от потенциального барьера внешнего поля и области пространства, где происходит рассеивание фотонов.