1.      Показатели ИКР. Приемники излучения средств ИКР.

Приёмники преобразуют излучение в электрический сигнал, обеспечивающий автоматизацию процесса регистрации. Они строятся, в основном, на основе внутреннего фотоэффекта ( генерация свободных  р-n пар под действием фотонов)

    Распространены:

  1. Фотоэлементы (фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры)              ( 0.4<l<2мкм)
  2. ПЗС ( 0.4<l<14 мкм)
  3. Фоторезисторы ( 0.4<l50 мкм )
  4. Пироэлектрики ( 30<l<750 мкм )
  5. Болометры ( 30<l<750мкм )

Температурная чувствительность  (разрешение), достигаемое в приёмниках, составляет ~ 0.1 Со

В ИК диапазоне основныи типами приёмников являются фоторезисторы(рис.4.7) и ПЗС(рис.4.8).

 

                        

                Рис.4.7 Зависимость R =f (E) для фоторезистора

Спектральная чувствительность ФР зависит от материала и является высокой, например для ФР на основе сульфида свинца S @ 103 Ом/лк, инерционность t @ 10-4 с ( велика – недостаток )

      Пироэлектрики – кристаллические диэлектрики на поверхности которых при изменении tо появляются электрические заряды: q = cST, где  c- коэффициент,  S –площадь, Т – температура. t ³ 1пс – самые быстродействующие.

    Очень широко распространены фотоприемники на основе ПЗС(рис.4.8). Фотокатод представляет (линейку) матрицу из ячеек с МОП –структурами и прозрачными токопроводящими электродами.

 

                                                                                

                      а                                                             б

           Рис. 4.8 Элементы фотоприемника на основе ПЗС:

                         а-структура ячейки ПЗС, б-фрагмент ПЗС.

 

   Размер ячейки  соответствует размерам элемента изображения. Под действием света в приповерхностном слое полупроводника образуются  р-n пары. Электроны отталкиваются полем затвора, дырки накапливаются в потенциальных ямах. Если освещенность разных участков разная, то разные заряды под затворами образуют потенциальный рельеф, соответствующий изображению. Считывание зарядов, образующихся в каждой ячейке ПЗС под действием света, производится путем последовательного перекачивания зарядов из ячейки в ячейку под действием управляющих сигналов, подаваемых на электроды. В результате на выходе ПЗС образуется последовательность электрических сигналов, амплитуда которых соответствует значению заряда на ячейках мишени.

   Особенностью применения приёмников на основе ПЗС в ИК диапазоне является влияние фонового излучения Земли (он велик по сравнению с ВДДВ), заключающегося в недостаточном времени экспозиции для заполнения фонового заряда. Поэтому необходимо либо проводить съёмку рано утром, либо охлаждать приёмник до 70оК.

Показатели ИКР:

1.Спектральная чувствительность  определяется типом фотокатода                    ( рис.4.9;рис.4.10)

 

                                                                                                            

Рис.4.9 Спектральная чувствительность  фотокатодов электронно-оптических

            преобразователей:1 - приборы ночного видения с подсветкой;

                 2 - бесподсветные приборы; 3 - чувствительность глаза

 

                                                     

 

Рис.4.10 Спектральная чувствительность фотосопротивлений:

             1 - сернисто- свинцового; 2 - селенисто-свинцового;

                  3 - сурьмяно-индиевого; 4 – германиевого

 

2. Увеличение ПНВ  Г =  ,  Гэл – кратность ( увеличение ЭОП, электронное )

Видимый угловой размер , (Угол мин.)

3.Разрешающая способность – минимальный угол, при котором различаются близко расположенные точки ( линии) контура

Для ПНВ: ,   (угол мин.) Здесь Rэ – разрешающая способность ЭОП ( лин/мм);  Rэ ~ 50 лин/мм;  Гэл ~ 0.6.

Для тепловизора:, ( угол мин.) , d – диаметр приёмной площадки фоторезистора (ПЗС)

4. Контрастность изображения.

, где Втем – темновая яркость (эквивалентна влиянию дымки) обусловлена свечением экрана ЭОП при отсутствии облучения.

5.Порог чувствительности (для тепловизора)

Это минимальная облученность, которую может обнаружить приёмник.

,  где d и dопт  - диаметры приёмной площадки       фоторезистора ( ПЗС) и оптической системы;

tопт – прозрачность оптики

Eоmin – порог чувствительности приёмника к излучениям с tо при отсутствии оптики.

 

Hosted by uCoz