В работе изложен метод фильтрации остаточной неоднородности и дефектов изображения в матричных тепловизорах на основе частотного разложения с использованием микросканирования. Метод не ухудшает пространственное разрешение и РТЭШ тепловизоров. Приведены результаты применения метода в тепловизионных каналах, использующих фотоприемники производства ИФП СОРАН трех типов: КРТ320256, КРТ384288, QWIP384288.
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.
Разработана методика контроля спектров фотолюминесценции для многослойных гетероэпитаксиальных структур с квантовыми ямами на основе AlGaAs/GaAs, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Проведен расчет уровней размерного квантования в квантовых ямах. Построены тепловые карты распределения значений длины волны и интенсивности в максимуме спектра фотолюминесценции по поверхности эпитаксиальных слоев различного состава. Картографирование позволило оценить однородность распределения состава и толщины эпитаксиальных слоев по поверхности образцов. Проведенное исследование является перспективным для усовершенствования методик входного и межоперационного контроля многослойных гетероэпитаксиальных структур, используемых в технологии изготовления матричных фотоприемных устройств ИК-диапазона.
Разработана модель расчета характеристик многослойных гетероэпитаксиальных структур на основе тройных твёрдых растворов кадмий-ртуть-теллур (КРТ) из спектров отражения. Реализованная модель основана на анализе прохождения излучения через многослойную структуру с учетом как переходов между слоями, так и поглощением излучения каждым эпитаксиальным слоем. Проведен расчет характеристик эпитаксиальных слоев, входящих в состав многослойных структур КРТ, выращенных методами молекулярно-лучевой эпитаксии, жидкофазной эпитаксии и осаждением металлоорганических соединений из газовой фазы. Результаты исследования показали эффективность разработанного метода благодаря расчету состава и толщин эпитаксиальных слоев КРТ с повышенной точностью.
Рассмотрены основные принципы построения проекторов инфракрасных сцен (ИСП). Проводится анализ ИСП, построенных на основе матриц теплоизлучающих элементов, а также источников теплового излучения, которые могут быть использованы при создании проекторов инфракрасных сцен на основе матриц микрозеркал.
Статья является развитием градиентного подхода с нейронной схемой в качестве формирователя изображения для ФПУ с микросканированием. В рассматриваемой модели широко используется метод наименьших квадратов (МНК). Данная МНК-модель обеспечивает оценку вариантов обработки на основе сопоставления градиентов сигналов и матриц неизвестных, соответствующих формируемым изображениям. Модель включает сопоставление градиентов сигналов и неизвестных, систему линейных уравнений относительно неизвестных, соответствующую системе нейронную схему; традиционное решение системы используется для формирования критерия остановки нейронной схемы.
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).
Развита методика прогнозирования основного показателя эффективности – дальности распознавания объектов – современных высокочувствительных тепловизионных приборов (ТВП), работающих в обычном для них контрастно-ограниченном режиме, в котором их эффективность лимитируются не шумом прибора, а предельной контрастной чувствительностью зрительного аппарата оператора-дешифровщика. Выполнен сравнительный анализ существующих зарубежных и отечественных условий и методик натурных испытаний ТВП на дальность распознавания ими типового тест-объекта – танка. Показано, что, несмотря на существенное различие методик, полученные экспериментальные оценки этого показателя эффективности могут быть корректно сопоставлены с соответствующими данными для зарубежных аналогов независимо от теплового контраста тест-объекта и погодных условий. Описана процедура оценки достоверности результатов полевых испытаний ТВП на дальность действия. Приведены примеры реализации полученных результатов.
Рассмотрена специфика измерения температурно-частотной характеристики современных высокочувствительных несканирующих тепловизионных приборов, являющейся основой для оценки, прогнозирования и сравнения их информационной эффективности, в частности дальности действия, при обнаружении и распознавании объектов, расположенных на естественном неоднородном фоне местности. Проанализированы основные факторы, влияющие на эту характеристику, с учетом того, что данные приборы обычно функционируют в контрастно-ограниченном режиме, в котором их эффективность лимитируется не шумом прибора, а ограниченной контрастной чувствительностью зрительного аппарата оператора-дешифровщика.
Реализована поддержка трассировки пути в разработанном симуляторе трехмерных динамических сцен. Данный метод позволяет получить физически корректные изображения с учетом многократных взаимодействий электромагнитных волн с телами. Представлены результаты расчета нескольких сцен и оценка быстродействия аппаратно-ускоренной трассировки пути в видимом диапазоне длин волн.