Научный архив: статьи

Приведены результаты разработки фотоприемного устройства с радиационно-охлаждаемым фоторезистором из КРТ на спектральный диапазон 2—16 мкм, работающим при температурах от 80 до 100 К, которое предназначено для комплектации Фурье-спектрометра ИКФС-2, используемого для исследований спектра излучения Земли. Удельная обнаружительная способность прибора D*( λmах, 10 кГц, 1) = (5—6)·1010 см Гц1/2 Вт-1

Проведены исследования тепловых нагрузок, возникающих в процессах ионно-плазменных процессов напыления и травления. Разработаны и оптимизированы режимы ионноплазменных процессов напыления, очистки от следов органических загрязнений и окислов для технологии матриц фотодиодов из структур кадмий—ртуть—теллур (КРТ), в которых температура пластин не превышает 70 С. Представлены результаты формирования ионно-плазменным травлением матриц индиевых столбчатых микроконтактов.

Рассмотрены этапы и тенденции развития фотоприемных устройств на области спектра 3—5 и 8—12 мкм для применения в оптико-электронной аппаратуре специального и гражданского назначения. Проанализированы схемы построения фотоприемных устройств для работы в режиме временной задержки и накопления (ВЗН). Показаны преимущества концепции построения ВЗН-матриц, в которой аналоговое суммирование фотосигналов в фокальной плоскости заменено на цифровое суммирование вне фотоприемника в специализированном модуле электронной обработки (МЭО). Приведены характеристики матричных фотоприемных устройств второго поколения как многорядного, так и смотрящего типа, разработанных в ФГУП «НПО “Орион”». Сформулированы требования к основным характеристикам перспективных модульных фотоприемных устройств второго поколения (фотоприемник + блок электронной обработки + система охлаждения) для тепловизионной и теплопеленгационной аппаратуры.

27–29 мая 2026 года состоялась XXVIII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и системам технического зрения. Настоящий обзор содержит систематизированный анализ наиболее значимых докладов, представленных на пленарных, устных и стендовых секциях

Приведены результаты испытаний на безотказность работы трех групп многорядных и матричных фотоприемных устройств (МФПУ) ФУК5М формата 4x288 элементов и ФУК6М формата 384x288 элементов, предназначенных для аппаратуры регистрации тепловых изображений в спектральном диапазоне 8—12 мкм. В процессе испытаний контролировались средние значения вольтовой чувствительности Su и удельной обнаружительной способности D* каналов ФУК5М и фоточувствительных элементов (ФЧЭ) ФУК6М.

Рассмотрены вопросы оценки вероятности безотказной работы матричных фотоприемных устройств (МФПУ) через такие измеряемые параметры, как удельная обнаружительная способность, ограниченные шумом мощность (NEP) и облученность (NEI). Показано, что технические требования к МФПУ позволяют однозначно оценивать вероятность безотказной их работы.

В результате анализа физических процессов, проходящих в ИК-матричных фотоприемных устройствах (МФПУ) при их работе и хранении, разработаны методы ускоренных испытаний безотказности и сохраняемости этих устройств. Метод ускоренных испытаний безотказности основан на учете распределения величины скорости отказов на разных этапах рабочего цикла МФПУ и представляет собой метод с уплотнением рабочих циклов. Показано, что для охлаждаемых до температур жидкого азота матричных фотоприемников определяющее влияние на надежность оказывает число циклов “включение— выключение”. Метод ускоренных испытаний сохраняемости основан на контролируемом воздействии, ускоряющем процессы старения МФПУ. Экспериментально оценено влияние температурных воздействий на характеристики старения матричных фотоприемников на основе фотодиодов из КРТ. Разработанные методы позволяют существенно сократить время испытаний на безотказность и сохраняемость.

Предложен мультиспектральный тепловизор с фильтрующим устройством на основе наклонного интерферометра. Проведены расчеты возможных параметров мультиспектрального тепловизора. Ожидается, что подобные устройства могут быть пригодны для получения пространственной и спектральной информации о быстро протекающих явлениях, например взрывных.

Экспериментально исследована генерация второй оптической гармоники (ГВГ) в гетероэпитаксиальных структурах теллурида кадмия—ртути (КРТ), выращенных методом молекулярно‐лучевой эпитаксии на подложках GaAs. Измерены зависимости интенсивности сигнала ГВГ от направления поляризации излучения накачки и позиции лазерного луча на исследуемых образцах как для монокристаллического слоя КРТ, так и для нанесенного на него функционального поликристаллического слоя CdTe. В первом случае сигнал строго детерминирован монокристалличностью и кристаллографической ориентацией слоя КРТ, а во втором — меняется от точки к точке из‐за неоднородности структуры поликристаллического слоя CdTe.

В статье проведен анализ современного состояния твердотельной фотоэлектроники для тепловизионной и теплопеленгационной аппаратуры нового поколения. Приведены последние результаты разработок фотоэлектронных модулей для задач тепловидения и теплопеленгации в спектральных диапазонах 1—3, 3—5 и 8—12 мкм, а также для ультрафиолетового диапазона. Рассмотрены основные физико-технологические проблемы создания фотоэлектронных модулей, а также проблемы создания фоточувствительных материалов для них. Приведен прогноз развития направления. Описаны совместные достижения государственного научного центра «НПО «Орион» и факультета физической и квантовой электроники Московского физико-технического института (государственного университета).

Представлены принципы аналитической системы физического проектирования лавинных гетерофотодиодов с разделенными областями поглощения и умножения (ЛГФД с РОПУ). Система базируется на аналитических выражениях для поля лавинного пробоя p─n-гетероструктуры и межзонного туннельного тока в ней. Этот ток определяет минимальный уровень шума в ЛГФД с РОПУ на основе прямозонных полупроводников. Рассмотренный метод сильно облегчает оптимизацию уровней легирования слоев гетероструктуры и их толщин. Кроме того, он придает процессу оптимизации существенно более выраженное физическое содержание.

В работе различными аналитическими методами исследовались эпитаксиальные структуры InSb, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии на сильнолегированных подложках InSb (100). Подложки предварительно подвергались серной пассивации в Na2S. Исследования показали, что образцы имели гладкую поверхность с значениями среднеквадратичной шероховатости менее 1 нм при достаточно хорошем структурном совершенстве. Исследования на просвечивающем электронном микроскопе подтвердили предположение о гладкости интерфейса между подложкой и эпитаксиальным слоем. На полученных структурах изготовлены и исследованы фотодиодные матрицы формата 320256.