Рассмотрены особенности построения гетероструктур на основе InGaAs, предназначенных для изготовления быстродействующих фотоприемных устройств коротковолнового диапазона спектра. Проведен анализ их структурного совершенства и морфологии поверхности. Анализ показал, что исследуемые структуры обладают наношероховатой поверхностью с малым количеством дефектов и структурных несовершенств. Плотность дефектов составила ~ 5 см-2, средневквадратичное значение шероховатости ~ 0,8 нм, выявлены структурные особенности роста эпитаксиальных слоев.
Исследуются возможности метода спектроскопической эллипсометрии как бесконтактного метода изучения важнейших параметров полупроводниковых гетероструктур с наноразмерными слоями. Методом неразрушающей спектроскопической эллипсометрии определен состав, толщина, коэффициент преломления рабочих и вспомогательных слоев гетероэпитаксиальной структуры КРТ, выращенной методом молекулярно-лучевой эпитаксии.
Представлены результаты исследования увеличения шумов германиевых лавинных фотодиодов вследствие воздействия мощного лазерного излучения. На основании полученных экспериментальных данных было рассчитано значение уровня шума, действующее на выходе усилителя фотоприемного устройства с частично деградировавшим фотодиодом, а также значение порогового напряжения компаратора, при котором выполняются требования по количеству ложных срабатываний. Для восстановления работоспособности фотоприемного устройства после мощной засветки была разработана и успешно испытана схема автоматического переключения порогового напряжения компаратора.
Показано влияние низкочастотных шумов на точность измерения сигнала, получаемого с фотоприемных устройств второго и третьего поколений. В работе приведена методика определения величины сигнала и рассмотрены характерные для фотоприемных устройств второго и третьего поколений виды шумов и их спектры, и сделан вывод о том, что их предположительно спектр шума — «розовый». Показано, что в общем случае увеличение числа выборок не приводит к существенному увеличению точности определения величины сигнала. Проведено математическое моделирование влияния низкочастотных шумов на точность определения величины сигнала. Сделан вывод о том, что для повышения достоверности измерений сигнала с фотоприемных устройств, работающих при малом времени накопления, необходимо прореживание входных данных с целью увеличения времени измерения.
В данной статье рассматриваются технические вопросы, возникающие при совмещении телевизионного канала (в диапазоне 0,4—0,7 мкм) с тепловизионным (в диапазоне 3,0—5,0 мкм). Предложены решения в построении оптической схемы, электронной системы и программного обеспечения. Рассмотрены проблемы и предложены их решения по юстировке каналов, и временной синхронизации.
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по влиянию динамического диапазона на точность измерения функции рассеяния точки (ФРТ) оптических систем. Показано, что для корректного измерения ФРТ и расчета на ее основе пятна рассеяния по заданному уровню концентрации энергии необходимо использование фотоприемных устройств ФПУ, обеспечивающих реальный динамический диапазон при оцифровке не менее 14 бит.
Данная работа посвящена рассмотрению и практической реализации различных схемных решений быстродействующих фотоприемных устройств, основанных на использовании в качестве фоточувствительного элемента фотодиодов, оптимизированных для приема на спектральный диапазон 0,85—1,067 мкм. При этом длительность входных оптических сигналов может изменяться в широком диапазоне от 5 до 400 нс, с уровнями регистрируемых энергий от 110-16 до 210-9 Дж.
Рассмотрены основные методы измерения распределения энергии в пятне рассеяния для объективов среднего и дальнего ИК-диапазонов. Предложена структурная схема установки на основе матричного фотоприемного устройства для измерения пятен рассеяния ИКобъективов. В соответствии с результатами математического моделирования работы установки даны рекомендации по выбору параметров её основных узлов. Показано, что для восстановления исходного пятна рассеяния с высокой точностью необходимо использовать 14-битный АЦП или методы расширения динамического диапазона оптоэлектронного тракта. При этом оптимальным алгоритмом восстановления сигнала является кубическая интерполяция. Проведено исследование влияния относительного размера тест-объекта на точность восстановления исходного пятна рассеяния. Рекомендуемое соотношение диаметров тест-объекта и пятна рассеяния исследуемого объектива 1:6. Проведено исследование влияния увеличения проекционной системы на точность измерения пятна рассения ИКобъектива, даны рекомендации по выбору увеличений проекционных систем. Предложены оптические схемы проекционных объективов для контроля качества ИК оптических трактов в диапазонах 3,5…5 мкм и 8…12 мкм. Представлены результаты экспериментов, подтверждающих теоретические расчеты в части определения зависимости полной энергии пятна рассеяния от глубины оцифровки сигнала.
Рассмотрены основные фундаментальные и нефундаментальные механизмы ограничения температурного разрешения тепловизионных систем (ТПС) на основе фотоприемных устройств (ФПУ) из CdHgTe (в русскоязычном варианте – КРТ). Проведены расчеты температурного разрешения ТПС при диффузионном ограничении параметров ФПУ из КРТ. Показано, что для структуры КРТ P+/n-типа проводимости при температуре Т = 77 К значение эквивалентной шуму разности температур (ЭШРТ) составляет ~ 18 мК, в то время как для вакансионно-легированного материала N+/р-типа оно составляет ~ 30 мК. Проанализированы способы увеличения температурного разрешения в ТПС на основе ФПУ из КРТ.
Разработана микрокриогенная система (МКС) Стирлинга для криостатирования матричного фотоприёмного устройства (МФПУ) с классическим термодинамическим регенеративным циклом Стирлинга в первой ступени и дополнительным магнитокалорическим охлаждением во второй ступени. Микрокриогенная система предназначена для охлаждения «высокотемпературных» фотодетекторов на основе теллуридов кадмия-ртути, сверхрешёток 2-го типа, XBn-структур, работающих в температурном диапазоне 110–150 К. Микрокриогенная система разработана для повышения эффективности процесса охлаждения при пониженных массе и габаритах.
В статье рассматривается влияние конструктивных элементов оправ ИК объектива, предназначенного для работы в диапазоне 8,5–12 мкм, на величину дополнительной (паразитной) облученности фоточувствительных элементов. Дополнительная облученность матричного фотоприёмного устройства (МФПУ) складывается из изучения от внешних источников, рассеянных на элементах объектива и собственного излучения оптической системы. Вклад каждой из составляющих зависит от внешних условий и характеристик оптической системы. Оптимизация оптических характеристик и формы оправ позволяет влиять на обе величины, что ведёт к возможности создания системы, обладающей минимальным паразитным потоком в требуемых условиях эксплуатации. Рассмотрена минимизация дополнительной (паразитной) облученности на примере систем двух типов: предназначенных для наблюдения удалённых объектов на фоне неба и на поверхности Земли.
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.
- 1
- 2