Научный архив: статьи

Рассматривается задача объединения разноспектральных цифровых изображений, формируемых мультиспектральной видеосистемой для отображения на одном цветном дисплее при условии полного сохранения информации, содержащейся в видеоканалах. Предлагаемый способ комплексирования изображений основан на линейном отображении совокупного спектрального диапазона видеосистемы на видимый человеком диапазон, который кодируется в вычислительной системе линейным цветовым пространством. Указанный подход позволяет добиться высокой реалистичности восприятия получаемых изображений и удобства его визуальной и автоматической интерпретации. Показано, что для полного сохранения информации при комплексировании необходимо, чтобы мерность цветового пространства была не ниже числа видеоканалов. Полученные решения и алгоритмы внедрены в аппаратно-программное обеспечение трёхспектральной видеосистемы RT-700Combo разработки ООО «РАСТР ТЕХНОЛОДЖИ», которая прошла успешные лётные испытания во ФГУП «ГосНИИАС».

Изучен рост свободного дендрита в однокомпонентном переохлажденном расплаве. Учтено, что по мере увеличения переохлаждения усиливается роль локально-неравновесного теплопереноса, повышается степень нестационарности процессов на фазовой границе. Предметом исследования являются морфологические свойства фронта кристаллизации и возникновение боковых ветвей дендрита. Рассмотрен класс поверхностей роста, скорость перемещения которых есть физически содержательная функция локального угла наклона поверхности к оси дендрита. Математическим аналогом такого подхода является задача отыскания формы тел, которые подвергаются аэродинамическому нагреву и уносу массы с обтекаемой поверхности. Изучены два (неособый и особый) автомодельных режима эволюции поверхности роста. В неособом случае по мере заострения вершины сохраняется вид первоначального контура поперечного сечения; например, впадина сужается в направлении роста. Особое автомодельное решение дает в начальном состоянии вершину, которая расщеплена на четыре самостоятельные ветви; в течение конечного промежутка времени наблюдается слияние этих ветвей в одну точку – вершину дендрита. Прикладные аспекты данной работы связаны с методами высокоскоростного затвердевания расплава и получением материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами.

В процессе роста монокристаллов карбида кремния формируется развитая система различного рода дефектов, негативно влияющих на свойства полупроводникового материала. В кристаллах 4H-SiC, полученных на оборудовании компании PVA TePla (Германия), обнаружены характерные для микроразмерных дефектов статистически самоподобные поверхности раздела «поры-твердое тело» с фрактальными размерностями 2,20–2,60. Рентгеновское малоугловое рассеяние позволило зафиксировать структурные неоднородности в виде пор и их кластеров наномасштабного уровня. Построены функции распределения частиц по радиусам инерции и показано, что основная доля пор приходится на маломасштабные образования с радиусами инерции 25–30 Å. Поры и их кластеры формируют изогнутые цепочки с фрактальными размерностями 1,26–1,84. Структурные неоднородности масштаба 40–110 Å рассеивают рентгеновское излучение как шероховатые поверхности с фрактальными размерностями 2,31–2,95.

Выполнено комплексное исследование бриллиантов различного происхождения при комнатной температуре. Для натуральных бриллиантов и бриллиантов, облученных потоком электронов, получено уравнение характеристической функции в аналитическом виде, которая монотонно спадает во времени. Синтетические и облагороженные бриллианты имеют характеристические функции, которые могут быть получены только численным методом. Они содержат пульсации, амплитуда которых случайным образом меняется во времени. Форма их заметно отличается от кривых натуральных бриллиантов, что позволяет определить их происхождения.

Проведена разработка методики контроля распределения концентрации носителей заряда по профилю многослойных гетероэпитаксиальных структур (ГЭС) с квантоворазмерной активной областью на основе гетеропары AlGaAs/GaAs, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии, средствами электрохимического вольт-фарадного профилирования (ECV). Разработана расчетная модель области пространственного заряда, формируемой на границе электролит–полупроводник. Проведен анализ ECV-профилей образцов гетеро-эпитаксиальных структур, выращенных на подложках GaAs <100>. Проведен расчет граничных значений глубины формируемой области пространственного заряда для различных концентраций носителей заряда в измеряемых слоях. Сделано заключение об ограниченности метода для контроля распределения концентрации носителей в квантоворазмерной области гетероэпитаксиальных структур.

Проведены сравнительные измерения нескольких однотипных матричных фотоприемных устройств (МФПУ) SWIR-диапазона при различных режимах работы для определения характеристик и их разброса (сигнальные и шумовые характеристики, эквивалентная мощность шума, количество дефектных пикселей) и для выбора режима работы МФПУ в камере. Необходимые для этого данные в описаниях на МФПУ не приводятся. Выявлено хорошее совпадение средних характеристик всех МФПУ и значительный разброс пороговой эквивалентной мощности шума от количества дефектных пикселей для разных МФПУ. Рассмотрены преимущества и недостатки режимов: «низкого» и «высокого усиления», «с фильтром» и «без фильтра», при разной температуре МФПУ (изменяемой током термоэлектрического модуля Пельтье). Выявлено отсутствие зависимости шумовых характеристик от температуры МФПУ, измерены зависимости количества дефектных пикселей и темновых токов от температуры МФПУ. Предложено информативное, но лаконичное представление параметров МФПУ и камер при выборе МФПУ (или камер) для разрабатываемой системы при оценке качества конкретной МФПУ (или камеры) для комплектации изделий.

24–26 мая 2018 года состоялась Юбилейная XXV Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. Приведен краткий обзор представленных докладов.

Изложены результаты разработки и апробирования отечественной автоматизированной системы синтеза динамических и статических ИК-изображений в составе испытательного стенда контроля характеристик МФПУ. Реализованы наличие двух независимых каналов засветки поверхности тестируемого изделия – канал объекта и канал фона, возможность независимого изменения уровней облученности в обоих каналах в широком диапазоне – в канале фона облученность не менее 10-7 Вт/см2, в канале объекта в диапазоне 10-9–10-6 Вт/см2. Размер точечного объекта, формируемого в плоскости изображения тестируемого МФПУ, не превышает 30 мкм, скорость его перемещения до 250 мкм/с.

В работе обоснована необходимость учета качества коррекции неоднородности чувствительности фотоприемника при проектировании тепловизионных приборов. Изложены результаты исследования эффективности метода фильтрации остаточной неоднородности с использованием микросканирования. Показано, что использование метода фильтрации снижает уровень шумов: временного – в 1,57 раза, пространственного – в 5,2 раз. Это улучшает показатель РТЭШ тепловизионного канала в 3,24 раза.

В работе проанализированы возможности применения технологии плазмохимического осаждения пленок а-Si1-xGex: H (x = 0÷1), нелегированных и легированных PH3 и B2H6, для использования их в p–i–n-структурах солнечных элементов. Рассмотрены оптические, электрические, фотоэлектрические свойства, а также определено количество водорода в данной пленке. Найдено, что свойства пленки сильно зависит от состава и уровня гидрогенизации. Количество атомов водорода в пленках варьировали путем изменения составов газовой смеси, и измеряли ИК-поглощение для пленок а-Si: H и а-Ge: H. На основе пленок а-Si: H и а-Si0,88Ge0,12: H изготовлены солнечные элементы и созданы однослойные, двухслойные и трехслойные структуры, при этом измерены их оптоэлектронные характеристики. Найдено, что при площади элемента 1,3 см2 коэффициент полезного действия солнечного элемента (КПД СЭ) составляет соответственно 7; 8,9; 9,5 %.

Из решения уравнения непрерывности для одномерной модели р–n-перехода с граничными условиями, определяющими поведение концентрации неосновных носителей заряда и тока на границах раздела областей р- и n-типа проводимости, получена зависимость произведения R0A от длины волны и температуры. Проведено сравнение влияния характерных для материала HgCdTe механизмов рекомбинации (излучательной, поверхностной, Оже, Шокли-Рида-Холла), на параметры фотодиодов. Показано, что параметры фотодиодов в большей степени зависят от механизмов рекомбинации Оже и ШРХ, при этом рекомбинация ШРХ в области объемного заряда дополнительно уменьшает произведение R0A более чем в 3 раза по сравнению с рекомбинацией Оже, а поверхностная рекомбинация на границе раздела области поглощения уменьшает произведение R0A на 1,5 порядка. Предложены рекомендации по улучшению технологии изготовления фотодиодов на основе HgCdTe, которые заключаются в усложнении архитектуры фоточувствительного элемента (ФЧЭ) и улучшение качества границ раздела между слоями.

В статье представлены результаты исследования поведения образцов и динамики трещинообразования в образцах искусственного песчаника при воздействии на них импульсов электрического тока в условиях одноосного сжатия. Постановка таких экспериментов попрежнему актуальна в плане решения вопроса о возможности активного воздействия на сейсмический режим или даже разрядки тектонических напряжений. Эксперименты проводились на рычажном прессе, позволяющем реализовать режим квазистатического состояния. В большинстве случаев было отмечено влияние электрического воздействия на поток и интенсивность акустической эмиссии как собственно на этапе электровоздействия, так и непосредственно за ним (эффект последействия). На этапе электровоздействия заметно меняется ход кривых таких измеряемых параметров, как усилие нагрузки, поперечный и продольный размеры, температура поверхности образца. Поскольку результаты получены при электровоздействии постоянным током, встает вопрос о правомочности ряда гипотез о механизме такого триггерного эффекта, акцентирующих внимание на важном значении повторяющейся последовательности электрических импульсов с крутыми фронтами.