DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2015.1.104447

ІЧ-ФОТОЕЛЕКТРОНІКА: ФОТОННІ ЧИ ТЕПЛОВІ ДЕТЕКТОРИ? ПЕРСПЕКТИВИ

Ф. Ф. Сизов

Анотація


Інфрачервоні (ІЧ) детектори набувають все більшу роль у різних областях діяльності людини (моніторинг оточуючого середовища, пожежної безпеки, зв’язку, космічного моніторингу поверхні Землі, медичної діагностики, безпеки та військових застосувань, відстеження та захоплювання цілей, та ін.). У статті обговорюються питання, які пов’язані з розробкою та експлуатацією фотоприймальних пристроїв (ФПП) ІЧ-випромінювання. Прогрес у дослідженнях та розробках ІЧ ФПП справили суттєвий вплив на розвиток ІЧ технологій. Наведено порівняння характеристик ФПП з урахуванням експлуатаційних умов та граничних параметрів їх функціонування.


Ключові слова


ІЧ-детектори; кадмій-ртуть-телур; неохолоджувані детектори

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Seeing Photons: Progress and Limits of Visible and Infared Sensor Arrays, Committee on Developments in Detector Technologies; National Research Council, ISBN 978-0-309-15304-1 (2010).

E.S. Barr, Historical survey of the early development of the infrared spectral region. Amer. J. Phys. 28, p. 42-54 (1960).

R.A. Smith, F.E. Jones and R.P. Chasmar, The Detection and Measurement of Infrared Radiation. Clarendon, Oxford, 1958.

R.D. Hudson, Infrared System Engineering. Wiley-Interscience, New Jersey, 1969.

L.M. Biberman and R.L. Sendall, Chapter 1. Introduction: A brief history of imaging devices for night vision, in: Electro-Optical Imaging: System Performance and Modeling, edited by L.M. Biberman. SPIE Press, Bellingham, p. 1-1–1-26 (2000).

Rogalski, Infrared Detectors (2-nd edition). CRC Press, Boca Raton, 2011.

A.S. Gilmore, High-definition infrared FPAs //Raytheon Technology Today, issue 1, p. 4-8 (2008).

Ф.Ф. Сизов, Фотоэлектроника для стстем видения в «невидимых» участках спектра, Киев, Академпериодика, 2008.

Rogalski, Far-IR semiconductor detectors and focal plane arrays, in: THz and Security Applications, Springer (eds. K. Corsi and F. Sizov), 2014, p. 25-52].

N. Sclar, Properties of doped silicon and germanium infrared detectors. Progr. Quantum Electron, 9, p. 149-257 (1984).

R.A. Wood, Uncooled microbolometer infrared sensor arrays, in: Infrared Detectors and Emitters: Materials and Devices (eds. P. Capper, C.T. Elliott). Kluwer Academic Publishers, Norwell, USA, 2001, p. 149-175.

Uncooled detectors for thermal imaging cameras, FLIR Technical Note, http://www.flir.com/uploadedFiles/Eurasia/Cores_and_Components/Technical_Notes/uncooled%20detectors%20 BST.pdf.

R. Hartmann, M. Selders, High-sensitivity thin-film bolometers. Proc. Sensor 1982 – Sensor Technology and Temperature Measurement, Essen, p. 102-116 (1982).

K.C. Liddiard, Thin-film resistance bolometer IRdetectors. Infr. Phys., 24, p. 57-64 (1984).

R.A. Wood, J. Carney, R.E. Higashi, T. Ohnstein, J. Holmen, Advances in un-cooled silicon monolithic IR 2D arrays. Proc. IRIS DSG (1988).

F. Niklaus, C. Vieider, MEMS-Based uncooled infrared bolometer arrays – a review. Proc. SPIE, 6836, p. 68360D (2007).

P. Kruse, Uncooled Thermal Imaging. Arrays, Systems, andApplications. SPIE Press, Bellingham, USA, 2001.

A.M. Filachev, V.P. Ponomarenko, I.I. Taubkin, M.B. Ushakova, Infrared focal plane arrays: state of the art and development trends. Proc. SPIE, 5126, p. 52-85 (2003).

S. Horn, D. Lohrmann, J. Campbell, P. Perconti, and R. Balcerack, Uncooled IR technology and applications. Proc. SPIE, 4369, p. 210-221 (2001).

Hoffman, Semiconductor processing technology improves resolution of infrared arrays. Laser Focus World, 81–84, February (2006).

A.H. Lettington, I.M. Blankson, M. Attia, and D. Dunn, Review of imaging architecture. Proc. SPIE, 4719, p. 327-340 (2002).

I.I. Taubkin and M.A. Trishenkov, Infromation capacity of electronic vision systems. Infrared Phys. Technol., 37, p. 675-693 (1996).

T. Sprafke, and J.W. Beletic, High performance IR focal plane arrays. Optics & Photonics News, 19, p. 22-27 (2008).

G.C. Holst, Electro-Optical Imaging SystemPerformance. SPIE Opt. Eng. Press, Bellingham, 2003.

F. Niklaus, A. Decharat, C. Jansson, G. Stemme, Performance model for uncooled infrared bolometer arrays and performance predictions of bolometers operating at atmospheric pressure. Infrared Phys. Technol., 51, p. 168-177 (2008).

V.V. Vasil’ev, A.V. Predein, V.S. Varavin, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, V.P. Reva, I.V. Sabinina,Yu.G. Sidorov, A.O. Suslyakov, A.L. Aseev, and F.F. Sizov, Linear 288×4-format photodetector with a bidirectional time-delay-and-storage regime. J. Opt. Techn., 76, p. 757-761 (2009).

A.I. D’Souza, L.C. Dawson, D.J. Berger, S. Clark, P.S. Wijewarnasuriya, J. Bajaj, J.M. Arias, W.E. Tennant, L. Kozlowski, K. Vural, HgCdTe detectors and FPAs for remote sensing applications. Proc. SPIE, 3698, p. 538-544 (1999).

P. Tribolet, P. Chorier, A. Manissadjian, P. Costa, and J.-P. Chatard, High performance infrared detectors at Sofradir. Proc. SPIE, 4028, p. 438-456 (2000).

L.J. Kozlowski, K. Vural, J.M. Arias, W.E. Tennant, and R.E. DeWames, Performance of HgCdTe, InGaAs and quantum well GaAs/AlGaAs staring infrared focal plane arrays. Proc. SPIE, 3182, p. 2-13 (1997).

H.M. Runciman, Influence of technology on FLIR waveband selection. Proc. SPIE, 2470, p. 156-166 (1995).

L. Kozlowski, HgCdTe focal plane arrays for high performance infrared cameras. Proc. SPIE, 3179, p. 200-211 (1997).

I.I. Taubkin,M.A. Trishenkov, and N.V. Vasilchenko, Minimum temperature difference detected by the thermal radiation of objects. Infrared Phys. Technol., 35, p. 715-732 (1994).

P. Norton, B. Andresen, G. Fulom, Introduction. Proc. SPIE, 6940, p. XIXXXXVI (2008).

G. Destefanis, P. Tribolet, M. Vuillermet, and D.B. Lanfrey, MCT IR detectors in France. Proc. SPIE, 8012, 801235-1–12 (2011).

Richards, Micro Thermal Camera Opens Applications to Consumers, Photonics Spectra, October (2014), p. 56-58.

A.M. Fitzgerald, Uncooled IP market will boom. Micronews, Issue #114, p. 3-5 (2011).

Rogalski, F. Sizov, Terahertz detectors and focal plane arrays. Optoelectron. Rev., 19, p. 346-404 (2011).

M. Kohin, and N. Butler, Performance limits of uncooled VOx microbolometer focal-plane arrays. Proc. SPIE, 5406, p. 447-453 (2004).

W. Radford, D. Murphy, A. Finch, K. Hay, A. Kennedy, M. Ray, A. Sayed, et al., Sensitivity improvements in uncooled microbolometer FPAs. Proc. SPIE, 3698, p. 119-130 (1999).

http://www.drsinfrared.com/AboutDRS/RangeViewer.aspx.

J.L. Tissot, P. Robert, A. Durand, S. Tinnes, E. Bercier, and A. Crastes, Status of Uncooled Infrared Detector Technology at ULIS, France, Defence Science Journal, 63, 545-549 (2013).

S.H. Black, T. Sessler, E. Gordon, R. Kraft, T. Kocian, M. Lamb, R. Williams, and T. Yang, Uncooled detector development at Raytheon. Proc. SPIE, 8012, 80121A-1–12 (2011).

S. Tohyama, T. Sasaki, T. Endoh, M. Sano, K. Kato, S. Kurashina, M. Miyoshi, T. Yamazaki, Uncooled infrared detectors toward smaller pixel pitch with newly proposed pixel structure, Opt. Eng., 52, 123105 (2013).

C. Li, G.D. Skidmore, C. Howard, C.J. Han, L. Wood, D. Peysha, E. Wlliams et al., Recent development of ultra small pixel uncooled focal plane arrays at DRS. Proc. SPIE, 6542, p. 65421Y (2007).

E. Mottin, A. Bain, J. Martin, J. Ouvrier-Buffet, S. Bisotto, J.J. Yon, and J.L. Tissot, Uncooled amorphous silicon technology enhancement for 25 μm pixel pitch achievement. Proc. SPIE, 4820, p. 200-207 (2003).

D. Murphy, M. Ray, A. Kennedy, J. Wyles, C. Hewit, R. Wyles, E. Gordon et al., High sensitivity 640×512 (20 μm pitch) microbolometer FPAs. Proc. SPIE, 6206, p. 62061A (2006).

S. Tohyama, M. Miyoshi, S. Kurashina, N. Ito, T. Sasaki, A. Ajisawa, and N. Oda, New thermally isolated pixel structure for high-resolution uncooled infrared FPAs. Proc. SPIE, 5406, p. 428-436 (2004).

S. Black, M. Ray, C. Hewitt, R. Wyles, E. Gordon, K. Almada, S. Baur, M. Kuiken, D. Chi, and T. Sessler, RVS uncooled sensor development for tactical applications. Proc. SPIE, 6940, p. 694022 (2008).

M.Y. Tanrikulu, Three-level microbolometer structures: design and absorption optimization, Opt. Eng., 52(8), 083102 (2013)

Ch.M. Hanson, Uncooled IR detector performance limits and barriers. Proc. SPIE, 4028, p. 2-11 (2000).




Copyright (c) 2015 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)