Статья: Оптимизация подсветки гиперспектральных камер на основе SWIR-светодиодов (2025)

Приводится анализ перспективы использования малогабаритных продольноизгибных гидроакустических излучателей для решения прикладных задач гидроакустики: мониторинга океанической среды, задач подводного наблюдения, задач подводной гидроакустической связи. Показаны результаты экспериментального исследования параметров продольно-изгибного гидроакустического излучателя в условиях гидроакустического бассейна и в условиях Горьковского водохранилища.
Приводится описание методики условий и средств экспериментальных измерений.
С помощью полученных данных проводится оценка резонансной частоты и ширины полосы и коэффициента полезного действия изготовленного излучателя. Эксперимент показал большое влияние границ волновода на результаты проводимых измерений. На основе полученных характеристик, предложены методы использования излучателей подобной конструкции.

Рассмотрены конструктивные принципы создания загрузочных устройств для группового формирования контактных площадок на малоформатных монокриксталлических растрах, используемых для монтажа и разварки выводов матричного модуля в вакуумном криогенном корпусе ИК фотоприемных устройств. Представлены этапы создания загрузочного устройства, параметры полученных контактных площадок, сформированных магнетронным напылением, конструктивные параметры загрузочного устройства. Экспериментально показано влияние маски и
конструкции загрузочного устройства на геометрические размеры металлизации контактных площадок малоформатных монокристаллических растров

Проведено исследование методами термического анализа релаксационных процессов в оптических стеклах ФК74, ТБФ60, СТК69, СТК53, К58 и ОФ4. «Кажущаяся»энергия активации структурной релаксации определена методом дифференциально-термического анализа на основании зависимости температуры стеклования от скорости охлаждения стекла из расплава. На примере стекла ФК74 проведены диатометрические исследования релаксационных процессов при изотермических выдержках в интервале стеклования. Построены и проанализированы релаксацион-
ные функции. С учетом полученных данных проведен прогноз сохраняемости свойств стекла при длительном хранении и эксплуатации.

Работа посвящена изучению особенностей использования светодиодов для гиперспектральной подсветки в SWIR-диапазоне, определению оптимального количества, спектрального состава светодиодов и их расположения для оптимальной подсветки конвейерной ленты, а также их расположения для правильного освещения конвейерной ленты.

Предложена модель формирования пространственно-энергетического профиля (ПЭП) зоны видимости для случая, когда длительность импульсов лазерной подсветки объектов значительно меньше длительности строб-импульсов (времени экспозиции) фотоприемника. Получены аналитические выражения, связывающие характерные расстояния (точки) ПЭП зоны видимости с длительностями импульсов лазерной подсветки и не регулируемой технической задержки, а также параметрами строб-импульсов при разной временной форме. Численные расчеты и эксперимент подтвердили справедливость полученных аналитических выражений. Дана интерпретация экспериментальных результатов для систем с подсветкой в области длин волн 1,57 мкм, которые не могли быть объяснены на основе использовавшихся ранее представлений. Влияние формы импульсов подсветки на значения
сигнала в области фронта и спада ПЭП на основе предложенной модели объяс-
няется тем, что регистрируемая часть длительности импульсов либо увеличи-
вается (от 0 до 100 %), либо уменьшается (от 100 % до 0).

Предложены тестовые матричные структуры с изменяемой площадью p–n-переходов и топологией, идентичной топологии рабочих фотодиодных матриц формата 640512 с шагом 15 мкм, сформированные методами фотолитографии групп объединенных элементов на периферии рабочих пластин. Проанализированы возможности тестовых матричных структур для определения качества пассивации в МФПУ на основе InSb посредством измерения зависимостей темнового тока от отношения периметра к площади фотодиодов. Показано, что предложенные тестовые структуры позволяют определить источники темнового тока и существенно ускорить разработку новых пассивирующих покрытий в широкоформатных матричных фотоприемниках с малым шагом.

Экспериментально исследовано влияние линзовой и зеркальной оптических схем канала подсвета оптико-электронной системы измерения параметров шероховатости ангстремного уровня оптических поверхностей на эволюцию поляризационных характеристик лазерного излучения, формируемого до оптической поверхности исследования. Представлены общие теоретические положения метода дифференциального рассеяния, лежащего в основе принципа измерения параметров шероховатости на основе регистрации рассеянного (дифрагированного) лазерного излучения, имеющего линейное состояние поляризации. Дана теоретическая оценка влиянию эволюции состояния поляризации лазерного излучения, прошедшего линзовую и зеркальную оптические системы, рассеянного оптической поверхностью на погрешность измерения эффективного среднеквадратического отклонения параметров шероховатости ангстремного уровня. В результате сравнительного анализа влияния двух оптических схем на эволюцию исходных параметров состояния поляризации лазерного излучения: коэффициента эллиптичности, угла азимута (угла поворота большой оси эллипса поляризации), деполяризации лазерного излучения, модуля фазовой анизотропии, сделаны рекомендации о целесообразности применения линзовой оптической системы в канале подсвета.