Техника - молодёжи 2005-06, страница 36

1. Мишени диаметром 18 мм, куда вписывается растр 700x700 пикселов

2. Экспериментальная мишень диаметром 50 мм с высокой разрешающей способностью (до 2560x2048 пикселов). Радужные блики свидетельствуют о наличии регулярной структуры малоразмерных отверстий

3. Изображение нагретой проволочной фигуры, полученное на действующем макете пироЭОПа

4. Внешний вид одной из модификаций «Контрастора», разработанного в МКБ «Электрон»

5. Пример контрастирования цветного видеоизображения в условиях атмосферной дымки

При этом заряд на поверхности мишени не изменяется, в результате чего достигается усиление сигнала: изменение количества электронов, прошедших сквозь мишень, может быть много больше, чем заряд на поверхности мишени, вызвавший это изменение. Кстати, такой режим впервые был осуществлен в вакуумных усилительных триодах, где к управляющей сетке прикладывается отрицательный потенциал и электроны проходят между витками сетки триода, не касаясь сетки. Мы же впервые осуществили режим усиления сигнала для пироЭОПа.

Если на мишень спроектировать инфракрасное изображение, она нагреется. Возникшее на ней распределение температуры точно повторит это изображение. Известно, что пироэлектрик при изменении температуры расширяется и, кроме того, изменяет внутреннюю поляризацию, что приводит к появлению пироэлектрического заряда на его поверхности и к соответствующему изменению электрического потенциала на поверхности мишени. Это, в свою очередь, приводит к изменению количества электронов, прошедших сквозь мишень. Причем пространственное распределение потока электронов точно повторяет распределение потенциала (или пироэлектрического заряда), которое повторяет распределение температуры, и, в конечном счете, распределение ИК-излучения в наблюдаемом пространстве. Таким образом, ИК-изображение преобразуется в электронный поток, промодулированный этим изображением. Усиление сигнала в мишени пироЭОПа равно 100 и более, что делает его самым чувствительным преобразователем ИК-изображений.

Электронный поток ускоряется и фокусируется электронной линзой на катодолюминесцентный экран на выходном окне. Катодолюминофор светится зеленым све-

Тепловизионные снимки с борта самолета или вертолета позволяют обнаружить дефекты, пустоты, размывы на участках автомобильных и железных дорог, оценить техническое состояние инженерных подземных коммуникаций, мостов, выявить места утечек нефтепродуктов

том. Его излучение переносится специальным объективом (или с помощью волоконно-оптической пластины) на ПЗС-матрицу, которая преобразует его в видеосигнал. Для тепловизоров повышенного качества на пути электронного потока будут устанавливаться микроканальные пластины или ПЗС-матрицы, что даст дополнительно усиление до 1000 раз!

Чувствительность и разрешающая способность пироЭОПа определяются его мишенью. Впервые разработана технология тонкопленочной мишени с минимальной теплоемкостью и полным отсутствием контактов с другими деталями, а также со сквозными отверстиями малого размера. Между четырьмя отверстиями размещается один элемент мишени - пиксела. Сквозные отверстия препятствуют перетеканию тепла от одного элемента мишени (пикселя) к другому. Уже удалось достичь размера пиксела 16x16 мкм и ширины отверстия до 2 мкм. Однако по разработанной технологии можно получить размер пиксела 8x8 мкм для работы пироЭОПа в диапазоне длин волн 3-5 мкм. Взаимная теплоизоляция элементов и малый размер пиксела позволяют получить высокую разрешающую способность и чувствительность.

Этими свойствами мишени пироЭОП выгодно отличается от тепловизионных матриц (микроболометрической и пироэлектрической), в которых нагреваемые излучением элементы неизбежно должны контактировать с шинами, снимающими сигнал, которые, в свою очередь, соединяют все элементы между собой и связаны с массивной подложкой. Другой недостаток матриц - сложность

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6' 2 0 0 5

34