Научный архив: статьи

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.

Рассмотрены перспективы использования фианита в фотоэлектронике. Показано, что этот материал особенно актуален в технологии фотоприемников на основе Ge, InGaAs. Указаны основные направления использования фианита в качестве защитного и стабилизирующего слоев подложки для эпитаксиальных слоев InGaAs и как диэлектрик в структуре “полупроводник на диэлектрике”, где полупроводником является InGaAs.

Проведен анализ состояния разработок и производства инфракрасных (ИК) фотоприемников и фотоприемных устройств (ФПУ). Рассмотрены тенденции в области дальнейшего развития полупроводникового материаловедения для ИК-фотоэлектроники, а также возможности расширения функциональности ФПУ и пути развития их направлений.

Приведен сжатый анализ докладов XX Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. Обсуждены отдельные доклады по тепловидению, фокальным матрицам, проблемам терагерцового диапазона ИК-спектра, системам обработки информации с фокальных матриц и системам охлаждения приборов, вопросам конструирования электронно-оптических систем, материаловедению для фотоэлектроники, в том числе нанотехнологиям, физическим явлениям и метрологическим проблемам фотоэлектроники и др.

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.

Рассмотрено современное состояние и научно‐технологические предпосылки развития ряда базовых технологий инфракрасной фотоэлектроники: полупроводниковых фоточувствитель-ных материалов, твердотельных фотопреобразователей для ИК-, УФ- и терагерцовой областей электромагнитного излучения, многоспектральных и быстродействующих приборов, метаматериалов и нанотехнологий для создания новых классов оптико‐электронной аппаратуры. Представлены результаты создания ряда фотоприемных устройств, “смотрящих” и ВЗН‐матриц из Cd02Hg08Te, InSb, InGaAs, GaPAs, PbS, PbSe, Si и Ge для областей спектра 8— 12, 3—5, 1—2 мкм с числом элементов 2x96, 2x256, 4x288, 2х(2х288), 6x576, 128x128, 256x256, 320x256, 384x288 и других систем цифровой обработки и синтеза изображений, матричных формирователей тепловизионного видеосигнала на их основе.

Рассмотрено современное состояние и научно‐технологические предпосылки развития ряда базовых технологий инфракрасной фотоэлектроники: полупроводниковых фоточувствительных материалов, твердотельных фотопреобразователей для ИК-, УФ- и тера-герцовой областей электромагнитного излучения, многоспектральных и быстродействующих приборов, метаматериалов и нанотехнологий для создания новых классов оптикоэлектронной аппаратуры. Представлены результаты создания ряда фотоприемных устройств, “смотрящих” и ВЗН‐матриц из Cd02Hg08Te, InSb, InGaAs, GaPAs, PbS, PbSe, Si и Ge для областей спектра 8—12, 3—5, 1—2 мкм с числом элементов 2x96, 2x256, 4x288, 2х (2x288), 6x576, 128x128, 256x256, 320x256, 384x288 и др., систем цифровой обработки и синтеза изображений, матричных формирователей тепловизионного видеосигнала на их основе.

Проведен анализ тематики и докладов 21-й Международной научно‐технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, которая состоялась в Москве 25—28 мая 2010 г. Одновременно с конференцией была организована выставка.

Исследованы фотоэлектрические характеристики многорядного фотоприемного устройства формата 6x576 элементов на основе гетероэпитаксиальных структур полупроводникового соединения кадмий—ртуть—теллур, выращенных методами молекулярнолучевой эпитаксии. Для кристалла матрицы формата 6x576 элементов разработана топология с уменьшенным до 14 мкм шагом, которая является наиболее приемлемой для замены изделий формата 4x288 элементов в аппаратуре применения без изменения оптической системы, сканера и блока электронной обработки. Предложенные технические решения позволяют повысить удельную обнаружительную способность до значений более 2·1011 Вm-1 см·Гц1/2, а также улучшить разрешающую способность и поле зрения тепловизионных средств.

Проведен анализ тематики и докладов 10-го Всероссийского семинара по проблемам теоретической и прикладной электронной и ионной оптики, который состоялся в Москве 24—26 мая 2011 г.

Исследованы матрицы чувствительных элементов на основе p–i–n-фотодиодов из AlGaN формата 320×256 элементов с шагом 30 мкм и размером фоточувствительной площадки 20×20 мкм2 для подтверждения возможности создания матричных ультрафиолетовых фотоприемных устройств. Качество p–i–n-фотодиодов оценивалось по измерению вольтамперных характеристик. Темновые токи, измеренные между разделенными элементами в мезаструктуре, составили менее 10–13 A, а сопротивление более 1012 Ом·см

Рассмотрены основные тенденции современного развития ЭОП, основными из которых являются существенное повышение уровня параметров зарубежных ЭОП 3-го поколения, включая создание ЭОП с продленной в ближнюю ИК-область чувствительностью, развитие ЭОП 2+ - поколения и создание их модификаций суперпоколения, а также расширение возможностей ЭОП за счет электронной и компьютерной обработки получаемого изображения в приборах с “развязанным” дисплеем (4-е поколение). В качестве примера последних описана разработанная в “НПО “Орион” совместно с “Орэкс” дневно-ночная цветная стереотелевизионная система наблюдения.