|
|
Инфракрасные микроболометры
Инфракрасные детекторы производятся двух типов: охлаждаемые и неохлаждаемые, или микроболометры. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки, но совершенно очевидно , что по критерию "цена-эффективность" пока лидируют неохлаждаемые микроболометры.
Рассмотрим физические принципы работы инфракрасных детекторов. Кванты излучения, попадая на поверхность полупроводника, являются причиной образование носителей заряда - электронов и дырок. Их количество пропорционально интенсивности падающего теплового излучения. Необходимость охлаждения детекторов связана с тем, что кристаллическая решетка полупроводникового слоя под действием тепла совершает колебания, также являющиеся причиной возникновения новых носителей. Охлаждение детекторов в большинстве случаев производится жидким гелием до температуры порядка 80 градусов по Кельвину с применением охладителей, работающих по принципу тепловой машины Стирлинга. Легко представить весь объем эксплуатационных сложностей, сопряженных с применением такой техники - размеры единиц оборудования, необходимость организации теплоотвода и т.д. Одним из наиболее очевидных тактических недостатков систем с криогенным охлаждением - с точки зрения применения в системах безопасности - является период их бездействия во время установления рабочей температуры при запуске, обычно составляющий порядка нескольких минут. Однако качество изображения - точнее, качество распознавания деталей - в охлаждаемых системах находится на недосягаемой высоте. К сожалению, цена этих детекторов также становится недосягаемо высокой.
Функционируя при температуре окружающей среды либо при незначительной температурной коррекции, осуществляемой аппаратным путем, неохлаждаемые микроболометрические матрицы на сегодняшней стадии развития технологии уступают своим охлаждаемым собратьям по показателям чувствительности. Принцип измерения, используемый в них, основан на регистрации изменений электрических свойств материала в зависимости от количества попадающей на поверхность датчика тепловой энергии. Изменения напряжения, сопротивления либо силы тока фиксируются относительно существующего волнового фона -- поэтому термостабилизированные приборы имеют в целом более низкий уровень паразитных шумов.
В начало
|
