Публикации автора

Приведены результаты экспериментального обследования различных линейчатых и матричных гибридных модулей и инфракрасных (ИК) систем (матричного термографа с температурным разрешением 4—8 мК, ИК-микроскопа с пространственным разрешением 3—4 мкм, быстродействующего спектрографа ∼104 спектр/с) на основе InAs ПЗИ-прием-ников излучения. Достигнутые параметры для тепловизионных систем данного диапазона являются близкими к предельно достижимым.

Представлены конструкция и параметры фотоприемного устройства (ФПУ) спектрального диапазона 1,1—3 мкм на основе линейки InAs конденсаторов формата 2x192. Фотоприемное устройство может работать как с системой охлаждения микрокриогенной машины МСМГ-3В-1/80, так и в обычном заливном азотном криостате. Конструкция гибридного модуля обеспечивает стыкуемость 4 модулей без оптических зазоров в направлении сканирования.

Представлена математическая модель многоэлементных инфракрасных фотоприемных устройств на основе системы фотодиод — прямоинжекционное устройство считывания. Модель позволяет проводить анализ с заданием вольт‐амперных характеристик фотодиодов как в аналитическом виде, так и аппроксимацией экспериментальных данных, определить основные факторы, лимитирующие характеристики многоэлементных фотоприемных устройств и тепловизионных систем на их основе, в зависимости от электрофизических и конструктивных параметров фотодиодов, устройств считывания, фоновой обстановки.

В работе проводится анализ температурного и пространственного разрешения ИК-микроскопа, регистрирующего собственное тепловое излучение объектов исследования, в зависимости от основных конструктивных параметров оптической системы микроскопа и фотоэлектрических параметров ИК ФПУ.

Представлены результаты расчетов фотоэлектрических характеристик многоэлементных ИК ФПУ с «сотовой» топологией фоточувствительных элементов при регистрации точечных источников излучения. При расчетах учтены основные фотоэлектрические и конструктивные параметры фотоприемников и оптической системы. Показано, что предлагаемая топология фоточувствительной матрицы позволяет увеличить пороговую чувствительность и, следовательно, вероятность обнаружения точечных источников.

Рассмотрены параметры средневолнового инфракрасного фотоприемного устройства, изготовленного в виде гибридной микросхемы на основе фокальной матрицы планарных n+–pпереходов HgCdTe с числом 20482048 элементов и кремниевого мультиплексора. Температурная зависимость обратного тока элементов в диапазоне 125–300 К имела характерную зависимость Аррениуса с энергией активации близкой к ширине запрещенной зоны полупроводника и лимитировалась диффузионной компонентой тока. При более низкой температуре ток лимитировался генерацией носителей с участием глубокого уровня локализованного вблизи середины запрещенной зоны. Гистограмма обнаружительной способности элементов матрицы имела вид симметричной кривой с максимумом и средним значением  1,31012 см Гц1/2/Вт.

Представлены результаты расчетов фотоэлектрических характеристик многоэлементных ИК ФПУ для точечных источников изображения. Анализ основан на моделировании диффузии фотогенерированных носителей заряда в фотодиодных матрицах на эпитаксиальных слоях кадмий-ртуть-теллур методом Монте-Карло. При расчетах учтены основные фотоэлектрические и конструктивные параметры фоточувствительных элементов и оптической системы. Полученные результаты позволяют сформулировать требования к конструктивным и фотоэлектрическим параметрам фоточувствительных элементов ФПУ, обеспечивающих достижение оптимальной величин чувствительности и пространственного разрешения в условиях однородной освещенности матрицы и ее засветки оптическим пятном от точечного источника излучения.