Приведены результаты измерения фотоэлектрической связи матричного фотоприемного устройства ультрафиолетового диапазона спектра, созданного в ОАО «НПО «Орион». Фотоприемное устройство изготовлено на основе эпитаксиальных гетероструктур AlGaN на подложке GaN с помощью разделения верхних эпитаксиальных слоев на мезаобласти. Приведена схема установки. Измерения показали нетривиальный результат – отрицательную величину коэффициента фотоэлектрической связи, то есть падение уровня темнового сигнала на некоторых фоточувствительных элементах, окружающих засвечиваемый элемент.
Исследован эффект «паразитного излучения» в матричных фотоприемных устройствах (МФПУ) на основе антимонида индия. Установлено, что паразитное излучение попадает на матричный фоточувствительный элемент через щели, предназначенные для вывода платиновых контактов с растра на керамическое кольцо вакуумного корпуса МФПУ. Подавление эффекта достигнуто путем использования конструкции типа «экран» и установкой холодного оптического фильтра в плоскости входного окна диафрагмы. В конструкции МФПУ с цилиндрической диафрагмой уровень и разброс по площади фоточувствительного элемента паразитного излучения достигают минимальных значений.
Проведены расчеты спектра поглощения полупроводникового соединения CdHgTe по теоретической модели, основанной на явлении собственного поглощения и общей теории прямых межзонных оптических переходов, принимая во внимание модель Кейна и выведенные из нее выражения энергии запрещенной зоны, квазиимпульса, края валентной зоны легких и тяжелых дырок. Исследованы спектры поглощения экспериментальных структур КРТ с эпитаксиальным слоем заданной толщины. Проведено сравнение измеренных и рассчитанных спектров поглощения структур КРТ.
Проведено исследование температурной зависимости ширины запрещенной зоны AlGaN. Разработаны и построены модели показателя преломления и коэффициента поглощения AlGaN. Разработана методика моделирования спектров УФ-пропускания по профилям состава многослойных гетероэпитаксиальных структур AlGaN.
Проведен анализ матричных фотоприемных устройств формата 320х256 элементов на основе гетероэпитаксиальных структур AlxGa1-xN (ГЭС InGaAs) с p─i─n-фотодиодами, работающих в режиме лавинного усиления. Гетероэпитаксиальные структуры (ГЭС) с фоточувствительным слоем InGaAs i-типа проводимости выращивались методами мосгидридной эпитаксии (МОСГЭ) на подложках InP. Качество p─i─n-фотодиодов, работающих в режиме лавинного усиления, оценивалось по измерению вольт-амперных характеристик. Лавинное усиление начиналось при напряжениях минус 15 В, определен коэффициент лавинного усиления для архитектуры прибора с общей областью поглощения и усиления.
Разработана технология изготовления крупноформатного матричного фотоприемного устройства (МФПУ) на спектральный диапазон 3 ─ 5 мкм формата 640х512 с шагом элементов 15 мкм на основе фотодиодов из антимонида индия. МФПУ является развитием выпускаемого серийно МФПУ формата 320х256 элементов с шагом 30 мкм с охладителем типа интегральный Стирлинг и блоком предварительной электронной обработки сигналов. Дефектность лучших образцов МФПУ составляет ≈0,1 %. Среднее значение разности температур эквивалентной шуму (ЭШРТ) в оптимальном режиме составляет ≈21 мК.
Разработана теория, позволяющая достаточно точно прогнозировать полный набор характеристик (сигналы, шумы фотоэлектрические параметры) по всем элементам разрабатываемого матричного фотоприемного устройства (МФПУ) на основе фотодиодной матрицы и осуществить оптимизацию параметров устройства. Теория основана на новом подходе к определению облученности МФПУ, обеспечивающем ее расчет для любой формы диафрагмы в светоизолирующем экране. Рассмотрена работа как «смотрящих», так и «сканирующих» МФПУ, работающих в режиме временной задержки и накопления (ВЗН). Теория проверена на МФПУ формата 320х256. Сравнивались расчетные данные по зависимостям сигналов и шумов фоточувствительных элементов (ФЧЭ) с экспериментально полученными значениями при разных временах накопления и температурах фонового облучения. Получено полное совпадение теоретических и экспериментальных данных, подтверждающее справедливость модели. Теория, несомненно, будет полезна для разработчиков и производителей МФПУ, а также и для их потребителей. Модель может быть легко распространена и на системы, использующие матричные МФПУ.
Разработан новый вид клея-герметика на основе силоксануретановых блоксополимеров для герметизации и сборки фотоприемников на основе халькогенидов свинца. Герметик отличается от известных полимерных клеев- герметиков, применяемых в технологии изготовления названных фотоприемников, повышенной эластичностью и экологической чистотой при сохранении адгезионной прочности, оптической прозрачности и способности к стабилизации фотоэлектрических параметров герметизируемых фоточувствительных структур.
Приведены результаты разработок фотоприемников на основе сульфида и селенида свинца в ГУП «НПО“ Орион“», характеризующие возможности предприятия по созданию различных образцов изделий и фотоэлектрические параметры последних.
Разработано неохлаждаемое двухканальное фотоприемное устройство с кремниевым фотодиодом и пленочным фоторезистором из сульфида свинца. Фотодиодный канал снабжен усилителем 744УД1А-1 и обладает порогом чувствительности не выше 1,5·10-10 Вт/Гц-1/2 по источнику А (Т = 2850°С). Удельный порог ФР не превышает 1,3·10-9 Вт/см/Гц1/2 по черному телу с температурой 300°С. ФПУ характеризуется высокой точностью соосности фотодиода, фоторезистора и иммерсионной линзы относительно посадочного диаметра устройства.