СИСТЕМЫ С ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ ИЛИ МЕХАНИЧЕСКИЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Системы охлаждения с замкнутым циклом, в которых используется адиабатическое расширение сжатого газа, позволяют достичь большей эффективности охлаждения по сравнению с процессом дросселирования, используемым в системах расходного типа. В системе охлаждения …
РАДИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ИЛИ ПАССИВНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ
Конструкция систем этого типа сравнительно проста: эти пассивные излучатели охлаждают приемники, излучая тепло в низкотемпературную среду — в открытый космос [48, 51, 151]. В космических условиях обеспечиваемая ими температура охлаждения …
СИСТЕМЫ С РАЗОМКНУТЫМ ЦИКЛОМ ИЛИ СИСТЕМЫ РАСХОДНОГО ТИПА
2 Рис. 7.26. Схема устройства охлаждения разомкнутого цикла, использующего эффект Джоуля-Томсона: 1 - баллон с газом высокого давления, 2 - осушитель газа и фильтр, 3 - теплообменник, 4 - дроссель, …
УСТРОЙСТВА ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МАТРИЧНЫХ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПРИЕМНИКОВ
Как уже отмечалось, многие приемники излучения требуют охлаждения чувствительного слоя (а часто и всего ФПУ) для обеспечения их функционирования и достижения требуемой чувствительности. Не менее важно и обеспечение стабильности рабочей …
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ОСНОВНЫМ ПАРАМЕТРАМ И ХАРАКТЕРИСТИКАМ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ПРИЕМНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
Основное энергетическое уравнение ИКС (см. гл. 5, а также [48, 61]) позволяет достаточно полно проанализировать влияние различных параметров и характеристик звеньев ИКС, а также условий ее эксплуатации на важнейшие показатели …
ДВУХДИАПАЗОННЫЕ МАТРИЧНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
В последние годы появились многочисленные публикации [52, 74, 91, 126, 127, 163, 170, 233, 255, 277 и др.], в которых приводится информация о разработках и исследованиях ОЭС, работающих одновременно в …
СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ НЕОХЛАЖДАЕМЫХ МАТРИЧНЫХ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
Неохлаждаемые приемники, как и охлаждаемые МПИ, следует сравнивать, учитывая параметры и характеристики не только МПИ и ФПУ, в состав которых они входят, но и всей ИКС, а также условия ее …
МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ПРИЕМНИКИ НА БИМОРФНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ С ОПТИЧЕСКИМ СЧИТЫВАНИЕМ И МИКРОКОНСОЛЬНЫЕ ЕМКОСТНЫЕ ПРИЕМНИКИ
В последние годы появились сведения о разработках принципиально новых неохла- ждаемых МПИ на биморфных элементах с оптическим считыванием (МПИБЭОС) и систем на их основе [154, 216]. Поперечное сечение одного из …
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТРИЧНЫЕ МПИ
В последние годы заметно оживился интерес к таким неохлаждаемым приемникам, как термоэлементы (термопары), которые исторически были первыми неселективными приемниками излучения. Это обусловлено необходимостью работать в очень широком спектральном диапазоне (с …
ФОТОННЫЕ НЕОХЛАЖДАЕМЫЕ МАТРИЧНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Для работы в ближнем ИК-диапазоне оптического спектра успешно разрабатываются матричные МПИ на основе арсенида индия и галлия (ЬЮаАв). В [118] сообщается о разработке гибридной конструкции ФПУ, чувствительные элементы которого представляют …
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ (ФЕРРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ) МИКРОБОЛОМЕТРЫ
В начале 90-х годов были созданы первые образцы тепловых МПИ на основе диэлектрических болометров, использующих в качестве чувствительных элементов фер - роэлектрические конденсаторы [77, 169, 213, 258, 272 и др.]. …
ПРИЕМНИКИ НА ОСНОВЕ РЕЗИСТИВНЫХ МИКРОБОЛОМЕТРОВ
Неохлаждаемыми МПИ Физические принципы и конструкции современных резистивных болометров описаны в многочисленной литературе [26, 39, 40, 61 и др.]. Излучение, попадающее на болометр, поглощается и нагревает чувствительный элемент, выполненный из …
СОВРЕМЕННЫЕ НЕОХЛАЖДАЕМЫЕ МАТРИЧНЫЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
В последнее десятилетие при создании недорогих ИКС массового применения четко прослеживается тенденция использовать неохлаждаемые МПИ. В настоящее время производством микроболометрических МПИ и ИКС на их основе занимается большое число фирм …
СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ОХЛАЖДАЕМЫХ ПРИЕМНИКОВ
Выбор какого-либо одного типа приемников для решения конкретной практической задачи - весьма трудная задача, требующая одновременного анализа самых различных и многочисленных факторов, в первую очередь относящихся как к техникоэкономическим параметрам …
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ С КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ (НА КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ ЯМАХ)
В последние годы в качестве альтернативы МПИ на базе КРТ разрабатываются охлаждаемые МПИ на гетероструктурах с внутренней фотоэмиссией - фотоприемники с квантовыми ямами или ячейками (ФКЯ, Quantum Well Infrared Photodetector …
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ PtSi/Si, GeSi/Si и InSb, РАБОТАЮЩИЕ В ДИАПАЗОНЕ 3…5 мкм
В области контакта металла с полупроводником образуется потенциальный барьер, обусловленный пространственным зарядом в полупроводнике и называемый барьером Шотки. В настоящее время для работы в диапазоне 3...5 мкм широко используются МПИ …
МАТРИЧНЫЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ. НА СОЕДИНЕНИИ «КАДМИЙ-РТУТЬ-ТЕЛЛУР»
Охлаждаемые приемники на базе соединения Нд,_хСс1хТе (КРТ-приемники) широко используются в ИКС «смотрящего» типа. Механизм их работы основан на принципе собственной фотопроводимости полупроводников [26, 89, 90, 99, 104, 151, 184, 194, …
СОВРЕМЕННЫЕ ОХЛАЖДАЕМЫЕ МАТРИЧНЫЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Если для работы ИКС «смотрящего» типа необходима достаточно большая частота кадров, к параметрам ФПУ и МПИ предъявляется ряд специфических требований. Так, большая частота кадров в сочетании с большим числом чувствительных …
ШУМЫ ФОТОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ И ИХ ВКЛАД В ОБЩИЙ ШУМ ИНФРАКРАСНОЙ СИСТЕМЫ
Шумы, имеющие место в ФПУ современных ИКС «смотрящего» типа, могут быть разделены на следующие группы: - фотонный (радиационный) шум, вызванный флуктуациями числа фотонов, испускаемых источником и поглощаемых приемником; среднее квадратическое …
ВИД И ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВЫХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Для согласования параметров и характеристик МПИ с другими звеньями ИКС важно знать форму выходного сигнала (аналоговую, цифровую), число выходов ФПУ, порядок адресации отдельных элементов и т. д. При этом важно …
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
К ним преясде всего относят рабочую температуру МПИ и ФПУ, в состав которого он входит. Не менее важны напряжение питания, а также потребляемая (рассеиваемая) мощность. Сюда же можно причислить параметры …
ВРЕМЕННЫЕ И ЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Время выборки тв определяется как временной интервал между двумя последовательными выборками сигнала с выходов отдельных элементов ФПУ. Время, или интервал, считывания тсч обычно обусловлено временем между считыванием сигналов с каких-то …
ПАРАМЕТРЫ ПОРОГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Удельная обнаружителъная способность элемента МПИ £>* определяется так же, как аналогичный параметр одноэлементного приемника [26,61 и др.]: Л’-Г. Др.£.&)■ Где Ус и срш - напряжение сигнала и спектральная плотность напряжения …
ПАРАМЕТРЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ИМ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Как и для одноэлементных приемников, для описания МПИ используют большое число параметров чувствительности и соответствующих им характеристик, определяемых действующими стандартами [26, 40, 61,71 и др.]. Как известно, чувствительность приемника представляется …
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
К ним относятся, прежде всего, форма отдельных чувствительных элементов (чаще всего отдельные элементы имеют прямоугольную форму), общее число чувствительных элементов и закон их расположения, определяющие формат МПИ, а также размеры …
ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
Как и одноплощадочные (одноэлементные) приемники оптического излучения, многоэлементные приемники, также являющиеся преобразователями оптического сигнала в электрический, описываются стандартизированной системой параметров и характеристик [26, 40, 61, 71 и др.], разделяемой на …
СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ФОТОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ С МАТРИЧНЫМИ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫМИ ПРИЕМНИКАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Современные фотоприемные устройства (ФПУ) с двумерными МПИ (фотоматрицами) состоят из структурированного, т. е. разделенного на отдельные элементы (пикселы), фоточувствительного слоя (собственно МПИ) и электрически связанной с ним системы считывания (съема) …
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИБОРОВ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ И СИСТЕМ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Специфика оптических систем, работающих в составе приборов ночного видения (ПНВ), во многом объясняется особенностями эксплуатации этих приборов, а еще больше особенностями используемых в них электронно-оптических преобразователей (ЭОП). Здесь прежде всего …
ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ИНФРАКРАСНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Дифракционные оптические элементы выполняют самые разнообразные оптические преобразования, воздействуя только на фазу проходящей через них электромагнитной волны (волнового фронта). Для этого на поверхности создается микрорельеф, осуществляющий фазовую модуляцию излучения путем …
РАСЧЕТ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Получение достаточного для функционирования ИКС потока излучения и обеспечение необходимого пространственного и температурного разрешения, т. е. достижение необходимого качества изображения пространства объектов, тесно связаны между собой. Как уже отмечалось, при …
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ТИПА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Выбор или создание оптимальной оптической схемы все еще остается искусством. Для оптимизации выбранной схемы, чтобы удовлетворить критерию качества изобра- жения при заданных граничных условиях, приходится одновременно решать много ли- нейных …
ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА
На выбор материалов оптических деталей ИКС влияет достаточно большое число факторов. Помимо оптических свойств того или иного материала приходится учитывать его эксплуатационные характеристики (физико-механические свойства, стойкость к воздействию различных сред …
ОСОБЕННОСТИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ, ИХ ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Как и в любой оптико-электронной системе (ОЭС), оптическая система ИКС «смотрящего» типа предназначена для решения следующих основных задач: - обеспечение заданного (требуемого) уровня сигнала в виде потока или облученности на …
РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ШУМУ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР
В §4.2 было дано определение одного из важнейших показателей качества ИКС - эквивалентной шуму разности температур АТП, которая определяется для отношения сигнал-шум на выходе приемника, равного единице. Обычно ДГП определяется …
РАСЧЕТ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ-ШУМ НА ВЫХОДЕ ПРИЕМНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
Отношение сигнал-шум может характеризовать качество работы ИКС как самостоятельно, так и в составе других покАзателей (см. гл. 4). Оно определяется для различных точек структурной схемы ИКС и учитывает и внутренние, …
