Фотоприемные датчики и устройства телевизионных и оптико-электронных систем видеоинформатики
УДК 621.375; 551.51
ФОТОПРИЕМНЫЕ ДАТЧИКИ И УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ВИДЕОИНФОРМАТИКИ
© 2012 г. О. В. Алымов; Г. В. Левко, канд. техн. наук Центральный научно-исследовательский институт “Электрон”, Санкт-Петербург Е-mail: info@electron.spb.ru
Рассмотрены фотоприемные датчики и устройства ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов спектра, выпускаемые научно-исследовательским институтом “Электрон” для создания телевизионной и оптико-электронной аппаратуры видеоинформатики. Описаны основные параметры и особенности применения выпускаемых приборов.
Ключевые слова: видеоинформатика, электронно-оптический преобразователь, телевизионная система, электронно-оптическая система.
Коды OCIS: 040.0040, 040.1520, 040.5250
Поступила в редакцию 29.05.2012
Введение
Прикладные телевизионные и оптикоэлектронные системы активного и пассивного типа являются важной составной частью видеоинформатики [1]. Для корректного применения теории информации должны обязательно учитываться способы формирования
видеоинформации и основные характеристики датчиков и фотоприемных устройств [2]. Технические параметры телевизионных систем во многом определяются применяемыми преобразователями свет-сигнал [3, 4]. Основные направления работ ОАО ЦНИИ “Электрон” по созданию этих устройств иллюстрирует рис. 1.
Направления работ ОАО ЦНИИ
Электрон
Вакуумные приборы
Гибридные приборы
Твердотельные приборы
Комплексированные приборы
Рис. 1. Оптико-электронные преобразователи и фотоприемные устройства, выпускаемые ОАО ЦНИИ “Электрон”.
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
93
Твердотельные фотоприемные устройства
Линейные и матричные твердотельные преобразователи широко применяются при создании прикладных телевизионных систем различного назначения. ОАО ЦНИИ “Электрон” выпускает их для диапазонов длин волн от 0,2 до 1,1 мкм, а также для диапазона 3–5 мкм. Особенно интересны новейшие, уникальные разработки института – линейный ФППЗ с числом элементов 12 000 и разработанный совместно с дочерней компанией ОАО НПП “Элар” матричный ФППЗ “Квадро” с числом элементов 40964096.
Линейный фоточувствительный прибор с переносом заряда ЛФППЗ-12000 имеет 12000 фоточувствительных элементов размером 6,56,5 мкм (рис. 2). Прибор имеет 4 выходных узла, содержит индивидуальные секции для детектирования и накопления зарядовых пакетов. Имеется встроенный антиблюминг с кратностью пересветки не менее 100 раз. Предусмотрен режим электронного экспонирования (табл. 1). Разработанная архитектура и конструкция прибора позволили создать функциональный ряд ЛФППЗ с числом элементов 22600, 4700, 8000 и 12 000. Такое решение в четыре раза понизило тактовую частоту вывода информации, уменьшило тепловыделение и улучшило параметры переноса зарядов. Типовая характеристика относительной спектральной чувствительности ЛФППЗ приведена
Таблица 1. Основные параметры прибора ЛФППЗ-12000
Количество фоточувствительных элементов
12 000
Размер фоточувствительного элемента, 6,56,5 мкм
Диапазон спектральной чувствительности, нм
200–1100
Число выходных узлов
4
Динамический диапазон
5000
Чувствительность, В/Лк с
2,5
Относительная световая неравномерность, %
±10
Относительная темновая неравномерность, %
±1,0
Максимальная частота, МГц
5
Отн. ед.
на рис. 3. Приборы ориентированы на применение в спектроскопии, координатно-измерительных телевизионных системах, системах пространственной ориентации и космическом приборостроении. Учитывая большой линейный размер фоточувствительной области, большое количество элементов, широкий динамический диапазон и низкие шумы на их основе могут быть созданы телевизионные системы, имеющие сверхвысокое пространственное разрешение и чувствительность. Скорость цифрового видеопотока в таких системах может достигать 280–320 Мбит/с.
ФППЗ “Квадро” (рис. 4) имеет четыре независимых секции накопления. Матрица имеет центральную симметрию, два выходных регистра и четыре выходных узла. Архитектура прибора позволяет считывать сигнал через 1, 2 и 4 выходных узла. ФППЗ “Квадро” имеет 16 вариантов считывания видеоинформации и может работать в прикладных телевизионных системах, в системах преобразования и обработки изображения, а также в измерительных телевизионных системах. Основные параметры прибора приведены в табл. 2. Частота регистра до 40 МГц. Скорость цифрового видеопотока
1 см Рис. 2. Линейный фоточувствительный прибор с переносом заряда ЛФППЗ-12000.
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0300 400 500 600 700 800 900 1000
Длина волны, нм Рис. 3. Типовая спектральная чувствительность приборов ЛФППЗ.
94 “Оптический журнал”, 79, 11, 2012
Рис. 4. Фоточувствительный прибор с переносом заряда типа “Квадро”.
Таблица 2. Параметры ФППЗ “Квадро”
Число фоточувствительных элементов
40964096
Размер фоточувствительной области, мм
45,05645,056
Диапазон спектральной чувствительности, нм
350–1000
Размер фоточувствительного элемента, мкм
1111
Напряжение насыщения, В
1,1
Монохроматическая
чувствительность на = 670 нм, В/мк Дж/см2
5
Среднее значение темнового сигнала, мВ/с
30
Среднеквадратичная неравномерность выходного сигнала, %
2
Шум на уровне 2,73, не более
20
Динамический диапазон
8000
в камерах на этом приборе может достигать 2,24 Гбит/с.
Развивая работы по ФППЗ “Квадро” ОАО ЦНИИ “Электрон” и ОАО НПП “Элар” проводят исследования по созданию тонкой матрицы, освещаемой с обратной стороны подложки (back illuminated, CCD). Основная цель этой работы – расширение спектраль-
ного диапазона до 200–1100 нм и получение квантовой эффективности в максимуме не менее 90%. Для максимальной реализации преимуществ, заложенных в технологии ФППЗ с обратной засветкой, разрабатывается вариант прибора в вакуум-плотном газонаполненном корпусе с охлаждением кристалла с помощью термоэлектрической батареи. Такое решение позволит существенно снизить собственные шумы прибора.
Для задач дистанционного зондирования Земли бывает недостаточен даже такой сверхкрупный формат прибора, как 4К4К. С этой целью разрабатывается вариант кристалла, предназначенный для сборки в фотоприемные массивы (“мозаики”) в фокальной плоскости. Конструкция кристаллов обеспечивает их сборку в фоточувствительный массив с минимальными зазорами между отдельными матрицами. Стыковка матриц будет возможна с четырех сторон. Зазор между ними может составить примерно 300 мкм.
В настоящее время институт ведет разработку крупноформатного ФППЗ с межстрочным переносом. Число элементов 10241024, размер элемента 15,815,8 мкм. Прибор должен обеспечивать межстрочный перенос и бинирование фоточувствительных ячеек (12 или 22), содержать два выходных узла и расщепленный горизонтальный регистр. Конструкция фоточувствительной ячейки должна предусматривать наличие электронного затвора для регулировки времени накопления.
Сочлененные и гибридные фотоприемные устройства
Важнейшим параметром прикладных телевизионных систем является их чувствительность. Она практически полностью определяется применяемым оптико-электронным преобразователем (датчиком). Для повышения чувствительности часто используют фоточувствительные модули на основе усилителя яркости и ФППЗ матрицы (рис. 5). Применяя ЭОП, можно легко изменять его чувствительность для адаптации к освещенности сцены меняя коэффициент усиления микроканальной пластины (МКП), а также использовать его в режиме электронного затвора. В табл. 3 приведены основные характеристики выпускаемых институтом высокочувствительных широкоформатных сочлененных фотоприемных устройств. В УФ области спектра для статиче-
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
95
Рис. 5. Широкоформатное сочлененное фотоприемное устройство.
ского режима работы без стробирования была достигнута чувствительность фотоприемника 10–8–10–9 Вт/см2.
Перспективным для телевизионных систем является применение электронно-оптического преобразователя 5-го поколения. Прибор представляет собой ЭОП с фотокатодом (например, типа S20) и анодом в виде электронно-чувствительной ФППЗ матрицы с числом элементов
768580 (табл. 4а, б). Скорость цифрового видеопотока у этого прибора может превышать 200 Мбит/с. Установка утоньшенной электронно-чувствительной матрицы внутрь вакуумного объема ЭОПа резко улучшает отношение сигнал-шум всего фотоэлектронного прибора. Фотокатод и электронно-чувствительная матрица находятся на сверхмалом расстоянии друг от друга (проксимити структура). В настоящий момент получено усиление до 800 раз при ускоряющем напряжении 6 кВ. Ожидаемая пороговая освещенность менее 510–5 лк, рабочая освещенность на фотокатоде 510–4 лк при отношении сигнал/шум не менее 30. Для увеличения чувствительности в состав ЭОПа могут быть интегрированы одна или две микроканальных пластины. Смена материала фотокатода позволяет создавать неохлаждаемые телевизионные системы для различных диапазонов спектра от “солнечно-слепого” УФ до ближнего ИК.
Основные направления проводимых нами исследований по созданию сочлененных и гибридных приборов:
исследование новых материалов для фотокатодов,
повышение быстродействия,
Таблица 3. Параметры сочлененых фотоприемных устройств
Наименование параметра Усилитель яркости, поколение
Фотоприемное устройство
“ФМТП-1” 2+/3
“ФМТП-3” 1 + 2+
“Сириус-Ф” 2+
Рабочее поле изображения, мм
9,813,1
2432
2432
Тип фотокатода
Мультищелочной Мультищелочной Мультищелочной
Диапазон спектральной чувствительности, мкм 0,38–0,85/0,5–0,9
0,40–0,85
0,40–0,85
Интегральная чувствительность фотокатода, мкА/лм Максимум спектральной чувствительности, нм ФППЗ матрица с кадровым переносом: – число элементов – размер элемента, мкм Габаритные размеры, мм Рабочая освещенность, лк Разрешающая способность при РО, твл Пороговая чувствительность, лк
Стробирование, нс
500–600/1500
600/800
760580 1734 Æ5065
210–4/110–4 500
210–6 (200 твл)
10
180–300
500
760580 1734
Æ89173 510–5 450–500 510–7
(200 твл) 10
400–500
600
760580 1734 Æ6386 210–4 500 510–7
(150 твл) 10
96 “Оптический журнал”, 79, 11, 2012
Таблица 4а. Основные параметры гибридного прибора
Фокусировка
Проксимити
Наличие МКП
нет
Чувствительность, В/лк
300–400
Сигнал/шум при рабочей освещенности
Рабочая освещенность, лк
Пороговая освещенность, лк
30
510–4 510–5
Размер чувствительной области, мм 13,19,8
Разрешающая способность при РО, твл
400–450
Диапазон спектральной чувствительности, мкм
0,4–0,8
Размер элемента ФППЗ, мкм
1734
Число элементов
768580
повышение чувствительности (вплоть до однофотонного режима),
увеличение числа элементов ФППЗ до 10241024 и более,
увеличение динамического диапазона, увеличение входного фоточувствительного поля до 3648 мм, устранение сцинтилляционных явлений в ЭОПе в процессе эксплуатации, минимизация массогабаритных параметров, минимизация энергопотребления.
Заключение
ОАО ЦНИИ “Электрон” выпускает широкую гамму одиночных, линейных и матричных
Таблица 4б. Спектральные характеристики гибридного прибора
Диапазон спектра
УФ Видимый ИК
Область спектральной 0,2–0,32 0,4–0,8 1,0–1,7 чувствительности, мкм
Квантовый выход фотокатода, %
8–10 10–20* 5–10
Спектральная чувстви- 15–20 тельность фотокатода, мА/Вт
40–80* 40–100
Усиление ЭЧ-ПЗС
400 400 400
Чувствительность прибора, А/Вт
5–10 15–30 15–40
* В максимуме чувствительности фотокатода.
оптико-электронных преобразователей для широкого класса прикладных телевизионных систем, работающих в диапазоне от “солнечно-слепого” УФ до среднего ИК диапазона. Как правило, все они имеют несколько вариантов, отличающихся конструкцией входного окна, наличием или отсутствием термоэлектрического холодильника и т. д. В качестве материала для входного окна может использоваться кварц, MgF2, а также оптоволоконная планшайба.
Размер элемента линейных датчиков варьируется от 6,56,5 до 132500 мкм, матричных от 1111 до 2432 мкм. Диапазон изменения числа элементов от 264 до 12 000 для линеек и от 265288 до 40964096 для матриц. Часть линейных ФППЗ имеет по две фоточувствительных области, расположенных на кристалле с высокой точностью, что позволяет использовать их в прикладных телевизионных измерительных системах.
*****
ЛИТЕРАТУРА
1. Грязин Г.Н. Телевидение как раздел видеоинформатики // Газета ИТМО. 2006. № 80.
2. Хромов Л.И., Цыцулин А.К. Основы космической видеоинформатики // Вопросы радиоэлектроники, серия “Техника телевидения”. 2011. В. 1. С. 7–31.
3. Минкин В.А., Левко Г.В., Стерлядкин О.К. Телевизионная система на сверхкрупноформатном ФППЗ 4К4К и рабочим полем 5050 мм // Техника средств связи, сер. “Техника телевидения”. 2011. С. 78–82.
4. Арутюнов В.А., Алымов О.В., Левко Г.В., Богатыренко Н.Г., Прокофьев А.Е. Линейные ФППЗ для специализированных телевизионных систем // Тезисы докладов 8-й международной конференции “Телевидение: Передача и обработка изображений”. СПб., 2011. С. 36–40.
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
97
ФОТОПРИЕМНЫЕ ДАТЧИКИ И УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ВИДЕОИНФОРМАТИКИ
© 2012 г. О. В. Алымов; Г. В. Левко, канд. техн. наук Центральный научно-исследовательский институт “Электрон”, Санкт-Петербург Е-mail: info@electron.spb.ru
Рассмотрены фотоприемные датчики и устройства ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов спектра, выпускаемые научно-исследовательским институтом “Электрон” для создания телевизионной и оптико-электронной аппаратуры видеоинформатики. Описаны основные параметры и особенности применения выпускаемых приборов.
Ключевые слова: видеоинформатика, электронно-оптический преобразователь, телевизионная система, электронно-оптическая система.
Коды OCIS: 040.0040, 040.1520, 040.5250
Поступила в редакцию 29.05.2012
Введение
Прикладные телевизионные и оптикоэлектронные системы активного и пассивного типа являются важной составной частью видеоинформатики [1]. Для корректного применения теории информации должны обязательно учитываться способы формирования
видеоинформации и основные характеристики датчиков и фотоприемных устройств [2]. Технические параметры телевизионных систем во многом определяются применяемыми преобразователями свет-сигнал [3, 4]. Основные направления работ ОАО ЦНИИ “Электрон” по созданию этих устройств иллюстрирует рис. 1.
Направления работ ОАО ЦНИИ
Электрон
Вакуумные приборы
Гибридные приборы
Твердотельные приборы
Комплексированные приборы
Рис. 1. Оптико-электронные преобразователи и фотоприемные устройства, выпускаемые ОАО ЦНИИ “Электрон”.
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
93
Твердотельные фотоприемные устройства
Линейные и матричные твердотельные преобразователи широко применяются при создании прикладных телевизионных систем различного назначения. ОАО ЦНИИ “Электрон” выпускает их для диапазонов длин волн от 0,2 до 1,1 мкм, а также для диапазона 3–5 мкм. Особенно интересны новейшие, уникальные разработки института – линейный ФППЗ с числом элементов 12 000 и разработанный совместно с дочерней компанией ОАО НПП “Элар” матричный ФППЗ “Квадро” с числом элементов 40964096.
Линейный фоточувствительный прибор с переносом заряда ЛФППЗ-12000 имеет 12000 фоточувствительных элементов размером 6,56,5 мкм (рис. 2). Прибор имеет 4 выходных узла, содержит индивидуальные секции для детектирования и накопления зарядовых пакетов. Имеется встроенный антиблюминг с кратностью пересветки не менее 100 раз. Предусмотрен режим электронного экспонирования (табл. 1). Разработанная архитектура и конструкция прибора позволили создать функциональный ряд ЛФППЗ с числом элементов 22600, 4700, 8000 и 12 000. Такое решение в четыре раза понизило тактовую частоту вывода информации, уменьшило тепловыделение и улучшило параметры переноса зарядов. Типовая характеристика относительной спектральной чувствительности ЛФППЗ приведена
Таблица 1. Основные параметры прибора ЛФППЗ-12000
Количество фоточувствительных элементов
12 000
Размер фоточувствительного элемента, 6,56,5 мкм
Диапазон спектральной чувствительности, нм
200–1100
Число выходных узлов
4
Динамический диапазон
5000
Чувствительность, В/Лк с
2,5
Относительная световая неравномерность, %
±10
Относительная темновая неравномерность, %
±1,0
Максимальная частота, МГц
5
Отн. ед.
на рис. 3. Приборы ориентированы на применение в спектроскопии, координатно-измерительных телевизионных системах, системах пространственной ориентации и космическом приборостроении. Учитывая большой линейный размер фоточувствительной области, большое количество элементов, широкий динамический диапазон и низкие шумы на их основе могут быть созданы телевизионные системы, имеющие сверхвысокое пространственное разрешение и чувствительность. Скорость цифрового видеопотока в таких системах может достигать 280–320 Мбит/с.
ФППЗ “Квадро” (рис. 4) имеет четыре независимых секции накопления. Матрица имеет центральную симметрию, два выходных регистра и четыре выходных узла. Архитектура прибора позволяет считывать сигнал через 1, 2 и 4 выходных узла. ФППЗ “Квадро” имеет 16 вариантов считывания видеоинформации и может работать в прикладных телевизионных системах, в системах преобразования и обработки изображения, а также в измерительных телевизионных системах. Основные параметры прибора приведены в табл. 2. Частота регистра до 40 МГц. Скорость цифрового видеопотока
1 см Рис. 2. Линейный фоточувствительный прибор с переносом заряда ЛФППЗ-12000.
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0300 400 500 600 700 800 900 1000
Длина волны, нм Рис. 3. Типовая спектральная чувствительность приборов ЛФППЗ.
94 “Оптический журнал”, 79, 11, 2012
Рис. 4. Фоточувствительный прибор с переносом заряда типа “Квадро”.
Таблица 2. Параметры ФППЗ “Квадро”
Число фоточувствительных элементов
40964096
Размер фоточувствительной области, мм
45,05645,056
Диапазон спектральной чувствительности, нм
350–1000
Размер фоточувствительного элемента, мкм
1111
Напряжение насыщения, В
1,1
Монохроматическая
чувствительность на = 670 нм, В/мк Дж/см2
5
Среднее значение темнового сигнала, мВ/с
30
Среднеквадратичная неравномерность выходного сигнала, %
2
Шум на уровне 2,73, не более
20
Динамический диапазон
8000
в камерах на этом приборе может достигать 2,24 Гбит/с.
Развивая работы по ФППЗ “Квадро” ОАО ЦНИИ “Электрон” и ОАО НПП “Элар” проводят исследования по созданию тонкой матрицы, освещаемой с обратной стороны подложки (back illuminated, CCD). Основная цель этой работы – расширение спектраль-
ного диапазона до 200–1100 нм и получение квантовой эффективности в максимуме не менее 90%. Для максимальной реализации преимуществ, заложенных в технологии ФППЗ с обратной засветкой, разрабатывается вариант прибора в вакуум-плотном газонаполненном корпусе с охлаждением кристалла с помощью термоэлектрической батареи. Такое решение позволит существенно снизить собственные шумы прибора.
Для задач дистанционного зондирования Земли бывает недостаточен даже такой сверхкрупный формат прибора, как 4К4К. С этой целью разрабатывается вариант кристалла, предназначенный для сборки в фотоприемные массивы (“мозаики”) в фокальной плоскости. Конструкция кристаллов обеспечивает их сборку в фоточувствительный массив с минимальными зазорами между отдельными матрицами. Стыковка матриц будет возможна с четырех сторон. Зазор между ними может составить примерно 300 мкм.
В настоящее время институт ведет разработку крупноформатного ФППЗ с межстрочным переносом. Число элементов 10241024, размер элемента 15,815,8 мкм. Прибор должен обеспечивать межстрочный перенос и бинирование фоточувствительных ячеек (12 или 22), содержать два выходных узла и расщепленный горизонтальный регистр. Конструкция фоточувствительной ячейки должна предусматривать наличие электронного затвора для регулировки времени накопления.
Сочлененные и гибридные фотоприемные устройства
Важнейшим параметром прикладных телевизионных систем является их чувствительность. Она практически полностью определяется применяемым оптико-электронным преобразователем (датчиком). Для повышения чувствительности часто используют фоточувствительные модули на основе усилителя яркости и ФППЗ матрицы (рис. 5). Применяя ЭОП, можно легко изменять его чувствительность для адаптации к освещенности сцены меняя коэффициент усиления микроканальной пластины (МКП), а также использовать его в режиме электронного затвора. В табл. 3 приведены основные характеристики выпускаемых институтом высокочувствительных широкоформатных сочлененных фотоприемных устройств. В УФ области спектра для статиче-
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
95
Рис. 5. Широкоформатное сочлененное фотоприемное устройство.
ского режима работы без стробирования была достигнута чувствительность фотоприемника 10–8–10–9 Вт/см2.
Перспективным для телевизионных систем является применение электронно-оптического преобразователя 5-го поколения. Прибор представляет собой ЭОП с фотокатодом (например, типа S20) и анодом в виде электронно-чувствительной ФППЗ матрицы с числом элементов
768580 (табл. 4а, б). Скорость цифрового видеопотока у этого прибора может превышать 200 Мбит/с. Установка утоньшенной электронно-чувствительной матрицы внутрь вакуумного объема ЭОПа резко улучшает отношение сигнал-шум всего фотоэлектронного прибора. Фотокатод и электронно-чувствительная матрица находятся на сверхмалом расстоянии друг от друга (проксимити структура). В настоящий момент получено усиление до 800 раз при ускоряющем напряжении 6 кВ. Ожидаемая пороговая освещенность менее 510–5 лк, рабочая освещенность на фотокатоде 510–4 лк при отношении сигнал/шум не менее 30. Для увеличения чувствительности в состав ЭОПа могут быть интегрированы одна или две микроканальных пластины. Смена материала фотокатода позволяет создавать неохлаждаемые телевизионные системы для различных диапазонов спектра от “солнечно-слепого” УФ до ближнего ИК.
Основные направления проводимых нами исследований по созданию сочлененных и гибридных приборов:
исследование новых материалов для фотокатодов,
повышение быстродействия,
Таблица 3. Параметры сочлененых фотоприемных устройств
Наименование параметра Усилитель яркости, поколение
Фотоприемное устройство
“ФМТП-1” 2+/3
“ФМТП-3” 1 + 2+
“Сириус-Ф” 2+
Рабочее поле изображения, мм
9,813,1
2432
2432
Тип фотокатода
Мультищелочной Мультищелочной Мультищелочной
Диапазон спектральной чувствительности, мкм 0,38–0,85/0,5–0,9
0,40–0,85
0,40–0,85
Интегральная чувствительность фотокатода, мкА/лм Максимум спектральной чувствительности, нм ФППЗ матрица с кадровым переносом: – число элементов – размер элемента, мкм Габаритные размеры, мм Рабочая освещенность, лк Разрешающая способность при РО, твл Пороговая чувствительность, лк
Стробирование, нс
500–600/1500
600/800
760580 1734 Æ5065
210–4/110–4 500
210–6 (200 твл)
10
180–300
500
760580 1734
Æ89173 510–5 450–500 510–7
(200 твл) 10
400–500
600
760580 1734 Æ6386 210–4 500 510–7
(150 твл) 10
96 “Оптический журнал”, 79, 11, 2012
Таблица 4а. Основные параметры гибридного прибора
Фокусировка
Проксимити
Наличие МКП
нет
Чувствительность, В/лк
300–400
Сигнал/шум при рабочей освещенности
Рабочая освещенность, лк
Пороговая освещенность, лк
30
510–4 510–5
Размер чувствительной области, мм 13,19,8
Разрешающая способность при РО, твл
400–450
Диапазон спектральной чувствительности, мкм
0,4–0,8
Размер элемента ФППЗ, мкм
1734
Число элементов
768580
повышение чувствительности (вплоть до однофотонного режима),
увеличение числа элементов ФППЗ до 10241024 и более,
увеличение динамического диапазона, увеличение входного фоточувствительного поля до 3648 мм, устранение сцинтилляционных явлений в ЭОПе в процессе эксплуатации, минимизация массогабаритных параметров, минимизация энергопотребления.
Заключение
ОАО ЦНИИ “Электрон” выпускает широкую гамму одиночных, линейных и матричных
Таблица 4б. Спектральные характеристики гибридного прибора
Диапазон спектра
УФ Видимый ИК
Область спектральной 0,2–0,32 0,4–0,8 1,0–1,7 чувствительности, мкм
Квантовый выход фотокатода, %
8–10 10–20* 5–10
Спектральная чувстви- 15–20 тельность фотокатода, мА/Вт
40–80* 40–100
Усиление ЭЧ-ПЗС
400 400 400
Чувствительность прибора, А/Вт
5–10 15–30 15–40
* В максимуме чувствительности фотокатода.
оптико-электронных преобразователей для широкого класса прикладных телевизионных систем, работающих в диапазоне от “солнечно-слепого” УФ до среднего ИК диапазона. Как правило, все они имеют несколько вариантов, отличающихся конструкцией входного окна, наличием или отсутствием термоэлектрического холодильника и т. д. В качестве материала для входного окна может использоваться кварц, MgF2, а также оптоволоконная планшайба.
Размер элемента линейных датчиков варьируется от 6,56,5 до 132500 мкм, матричных от 1111 до 2432 мкм. Диапазон изменения числа элементов от 264 до 12 000 для линеек и от 265288 до 40964096 для матриц. Часть линейных ФППЗ имеет по две фоточувствительных области, расположенных на кристалле с высокой точностью, что позволяет использовать их в прикладных телевизионных измерительных системах.
*****
ЛИТЕРАТУРА
1. Грязин Г.Н. Телевидение как раздел видеоинформатики // Газета ИТМО. 2006. № 80.
2. Хромов Л.И., Цыцулин А.К. Основы космической видеоинформатики // Вопросы радиоэлектроники, серия “Техника телевидения”. 2011. В. 1. С. 7–31.
3. Минкин В.А., Левко Г.В., Стерлядкин О.К. Телевизионная система на сверхкрупноформатном ФППЗ 4К4К и рабочим полем 5050 мм // Техника средств связи, сер. “Техника телевидения”. 2011. С. 78–82.
4. Арутюнов В.А., Алымов О.В., Левко Г.В., Богатыренко Н.Г., Прокофьев А.Е. Линейные ФППЗ для специализированных телевизионных систем // Тезисы докладов 8-й международной конференции “Телевидение: Передача и обработка изображений”. СПб., 2011. С. 36–40.
“Оптический журнал”, 79, 11, 2012
97