Статья: Алгоритмы цифровой обработки ИК-изображений без калибровки по геометрическому шуму (2008)

Рассмотрены преимущества призменных спектроделительных модулей, применяемых в специальных изделиях с высокой пространственной ориентацией, и некоторые особенности технологии их изготовления.

Сравниваются два варианта сканирования в тепловизорах (ТВП) 2-го поколения: “треугольный” и “пилообразный” законы изменения углового положения сканирующего зеркала (СЗ) во времени. Рассмотрены особенности технической реализации получения тепловизионного изображения в двух вариантах сканирования. Выявлены параметры сканирующего движения, наиболее существенно влияющие на формирование тепловизионного изображения, и на их основе проведен математический анализ влияния вариантов сканирования на качество изображения.

Обнаружено, что вольт-фарадные характеристики (ВФХ) структуры на основе p-Cd0,27Hg0,73Te демонстрируют характерный гистерезис: при прямом ходе развертки (от минуса к плюсу) ВФХ близка к обычной высокочастотной, а при обратном ходе имеется протяженная полочка, на которой емкость области пространственного заряда (ОПЗ) становится примерно в два раза больше. Для объяснения хода ВФХ рассматриваются особенности зонной структуры варизонного полупроводника.

Предложены КМОП-ВЗН-схемы, позволяющие значительно уменьшить вклад паразитных емкостей в емкость интегрирования. Разработанные схемы предназначены для низкофоновых фотоприемных устройств (ФПУ), а также приборов с прецизионным скиммингом темновой и фоновой составляющих фототока детекторов, использующих емкости интегрирования порядка 0,1 пФ и менее. В ВЗН-схемах с емкостями интегрирования более единиц пикофарад возможен значительный выигрыш в площади микросхемы.

Дано описание основных технологических операций по сборке матричных охлаждаемых фотоэлектронных модулей (ФЭМ) с применением полимерных клеев. Приведены обоснование выбора соответствующих полимерных клеев и необходимость разработки специальных составов для выполнения отдельных технологических операций. Описаны составы, химические основы, эксплуатационные характеристики выбранных клеев, а также технология их применения в операциях сборки ФЭМ.

Усовершенствована технология антидифузионных переходных контактов из никеля на ветвях термоэлектрических модулей (ТЭМ) из кристаллов твердых растворов Bі—Te—Se—Sb, согласно которой ветви после формирования слоев никеля в процессе отжига обрабатываются постоянным магнитным и импульсным электрическим полями. Адгезионная прочность полученных слоев никеля в 1,5—2 раза превышает адгезионную прочность серийных образцов.

Увеличение массива фотоприемных ячеек в инфракрасных фотоприемных устройствах (ИК—ФПУ) приводит к росту физических размеров фотоприемных микросхем. Этому препятствуют увеличение вероятности возникновения неработающих ячеек во время изготовления и увеличение вероятности разрыва индиевых столбов связи между КРТ-фотоприемниками и кремниевой микросхемой считывания при термоциклировании во время эксплуатации. Применение концентрированного лазерного излучения для скрайбирования позволяет избежать эти проблемы.

Показано, что многолетний опыт разработок фотоприемников (ФП) с термоэлектрическими охладителями (ТЭО) позволяет утверждать, что существует ряд применений этих охлаждающих устройств, которые нельзя отнести к стандартной функции ТЭО — обеспечение охлаждения фоточувствительных элементов (ФЧЭ), в частности, ТЭО в составе ФП могут быть использованы как: технологический инструмент для создания вакуумной рабочей среды прибора; средство для мониторинга вакуумной рабочей среды ФП; индикатор температуры своей теплопоглощающей поверхности.

Приведены результаты экспериментального исследования свойств фотодиодных структур на основе CdxHg1-xTe (0,2 ≤ x ≤ 0,3), изготовленных методом обработки поверхности материала р-типа ионами индия с энергией 1—5 кэВ и ионами аргона с энергией 250 эВ. На основе анализа электрических и фотоэлектрических свойств полученных структур сделан вывод о более качественных структурах, полученных при обработке ионами индия, чем при обработке ионами аргона. Сделано предположение, что это связано с меньшими на два порядка дозами облучения ионами индия, необходимыми для формирования инверсного слоя, чем дозами облучения ионами аргона.

Рассмотрены особенности различных вариантов технологических маршрутов изготовления многослойной системы металлизации с индиевыми микроконтактами (системы V—Al—Mo, V—Al—V, V—Al—Cr—Ni). Приведены данные, обосновывающие применение каждого из слоев металла для достижения необходимых электрических параметров мультиплексоров и обеспечения нужной адгезии индия к верхнему слою металла при формировании индиевых микроконтактов.

Рассмотрен метод коррекции неоднородности чувствительности многоэлементных фотоприемных устройств (ФПУ) без использования опорных источников однородного излучения. Метод решает актуальную для оптико-электронных систем ИК-диапазона спектра задачу устранения неоднородности сигналов из-за различий чувствительности отдельных элементов ФПУ к входному потоку излучения. Для определения корректирующих коэффициентов используются сигналы сцены, по которым для каждого элемента определяется пара корректирующих коэффициентов по смещению и чувствительности. Процесс коррекции состоит в периодически выполняемой процедуре определения корректирующих коэффициентов и непрерывно выполняемой процедуре корректирования сигналов. Рассмотрены способы технической реализации метода и получены расчетные выражения для определения корректирующих коэффициентов. Проанализированы факторы, характеризующие точность метода в зависимости от сцены, которые определяют его применимость как для матричных, так и для многорядных ФПУ со сканированием.

Предложен метод выравнивания температурно-индуцированной неоднородности сигналов матричных микроболометрических приемников (ММБП) инфракрасного (ИК)-излучения, основанный на использовании вариаций измерительных и предварительно прогревающих импульсов смещения, применяемых как к чувствительным, так и к компенсирующим болометрам. Проведенное численное моделирование в сравнении с применяемым в настоящее время методом демонстрирует четырехкратное увеличение интервала температур, в котором указанная неоднородность сигнала незначительна.

Исследованы спектры электромагнитных импульсов излучения, возникающих при перемагничивании паттернированных сред, полученных методом селективного удаления атомов и состоящих из псевдооднодоменных (однодоменных в намагниченном состоянии) магнитных битов. Выявлены зависимость коэрцитивной силы битов от коэффициента анизотропии формы и расстояния между ними и других факторов. Изучено влияние магнитомягкого подслоя. Методом магнитосиловой микроскопии изучены особенности магнитной структуры битов.

Приведены экспериментальные данные стерилизации поверхностей и внутреннего содержимого различных объектов (конверты, пакеты с порошками фармпрепаратов) пучково–плазменным разрядом (ППР). Даны описания установки для получения ППР и условий получения на ней эффекта деконтаминации, а также предварительное теоретическое обоснование процесса стерилизации с помощью ППР. Предложена область применения ППР в фармацевтической и косметической индустрии, а также в антитеррористических мероприятиях.

Исследованы характеристики магнетронного разряда при реактивном распылении V в смесях Ar c O2 при различных скоростях откачки напылительной камеры. Выяснены условия реализации стабильного и нестабильного (гистерезисного) режимов распыления. Дополнительная стабилизация режима распыления по давлению кислорода позволяет повысить воспроизводимость электрических характеристик пленок VOx. При равных величинах температурного коэффициента сопротивления (ТКС) оптимальное легирование молибденом приводит к снижению удельного сопротивления пленок (V—Mo)Ox на порядок.

Исследовано образование и распределение радиационных дефектов, а также поведение подвижности в монокристаллических образцах селенида индия с концентрацией электронов 5⋅1014—1⋅1016 см-3 при облучении гамма-квантами (дозами 107 и 108 Р) и электронами с энергией 25 МэВ (потоком 1015 эл./см2 ).

Предложены новый тип фильтрующих устройств (ФУ) на основе оптических элементов с положительной и отрицательной производными зависимостей углов полного внутреннего отражения от длины волны, а также новый тип отображающих спектрометров (ОС) на основе этих устройств и матричных тепловизоров. Приведены расчеты параметров такого фильтрующего устройства и отображающего спектрометра. Ожидается, что подобные отображающие спектрометры могут быть пригодны для получения спектральных изображений быстропротекающих процессов.

Исследованы зависимости среднего расстояния прыжка R = ƒ(U, T) носителей заряда от температуры и напряжения для гетероструктуры на основе InGaN/GaN. Предложено объяснение наблюдаемых особенностей. Установлено и объяснено наличие скачка в изменении зависимости R = ƒ(T).

На примере изменения структуры динамических элементов в макромолекуле, помещенной в термостат, рассматриваются ведение структурного пространства событий и физическая закономерность развития сложных систем.

Предложена теория бозонного пика. Показано, что в бозе-системах с пространственно-стохастическими неоднородностями фликкер-шум и бозонный пик имеют общую природу, формируются вследствие обратной связи по шуму при случайных воздействиях на акустические волны и могут существовать совместно. Эти явления описываются одними и теми же уравнениями достаточно общей структуры и, следовательно, могут быть изучены с помощью различных физических моделей. Любая теория, результативно оперирующая с ограниченным сверху акустическим спектром, приводит к формированию бозонного пика, если такой спектр подвержен влиянию пространственно-некоррелированных воздействий. Условия возникновения фликкер-шума слабее, но обладают порогом по интенсивности внешнего воздействия.