Научные и прикладные результаты тем. группы 15-2

2020

 Разработка матричного оптико-акустического приемника ТГц излучения

Рассмотрено влияние параметров гибкой разделительной мембраны на порог чувствительности оптико-акустического приемника излучения ИК и ТГц диапазонов. Проведены обобщенные расчеты чувствительности мембран, выполненных на основе традиционных материалов: серебро, полиметилметакрилат, нитрид кремния. Показана перспективность применения однослойного графена для создания подобных мембран [1]. В результате повышается чувствительность оптоакустических приемников излучения, что позволяет конструировать матричные системы с малыми диаметрами мембран при сохранении метрологических параметров однокамерных приборов [2].

  1. Гибин И.С., Котляр П.Е. Мембраны оптико-акустических приемников излучения // Прикладная физика. – 2020. – № 2. – С. 90-98.
  2. Гибин И.С., Котляр П.Е. Матричный оптико-акустический приемник ТГц излучения с нанооптоэлектромеханическими элементами на основе перфорированного SLG графена // Прикладная физика. – 2020. – № 3. – С. 76-83.

Разработка имитационно-моделирующих стендов для тестирования тепловизионных систем наблюдения

 

Рис. 1. Макет системы генерации динамической сцены для тестирования тепловизионных приборов

 Разработан макет системы генерации динамической сцены для тестирования тепловизионных приборов, позволяющий генерировать инфракрасное имитационное изображение, максимально приближенное к реальному (рис. 1). Моделирующий стенд создан на основе видеопроектора BENQ MX501, в котором оптика видимого диапазона заменена на оптику инфракрасного диапазона (3-5 мкм), а излучающая лампа – на АЧТ. Стенд обеспечивает разрешение 1024х728 пикселей при разрядности 8 на частоте 50 Гц. Температура АЧТ 600EК. Для регистрации изображений применяется тепловизор производства НФ ИФП СО РАН «КТИ ПМ» на базе приемника Epsilon MW K562S.
   

 

Проведены экспериментальные исследования созданного имитационно моделирующего стенда. Показано, что с его помощью можно моделировать излучательную или отражательную способность как статических, так и динамических объектов.

Испытания проводились в режиме генерации статических и динамических (с частотой 50 кадров в секунду) инфракрасных сцен. Кадры тестовой таблицы и динамической сцены с изображением летящего вертолета представлены на рис. 2.

Показано, что для модуляции теплового поля  может быть использован серийный ДМД модулятор, предназначенный для модуляции световых потоков видимого диапазона, хотя коэффициент пропускания защитного стекла ДМД модулятора в области чувствительности тепловизора составил порядка 0,04. При замене стекла на сапфир выходной сигнал и отношение сигнал/шум могут быть увеличены в десятки раз.

15_2-pic1s
Рис. 2 – Генерированные тепловизионные изображения статической и динамической сцены

 

В рамках инициативной совместной работы с ООО «Оптические системы» (завод «Экран», г. Новосибирск) разработана концепция и принципы построения матричных преобразователей изображений из терагерцовой области спектра в видимый диапазон на базе микроканальных пластин и ячеек Голея.

 

 

  1. Гибин И.С., Колесников Г.В., Нежевенко Е.С. Анализ схем генерации динамической сцены в задачах тестирования тепловизионных приборов // Автометрия, 2011. Т. 47, № 6. С. 34-38.
  2. Гибин И.С., Козик В.И., Нежевенко Е.С. Экспериментальное исследование макета системы генерации динамической сцены для тестирования тепловизионных приборов // Автометрия, 2013, Т. 49, № 1. С. 80-85.
  3. Гибин И.С., Колесников Г.В. Современные устройства измерения параметров и комплексного тестирования инфракрасных ФПУ и приборов (обзор) // Успехи прикладной физики, 2014, т. 2, № 3. С. 293-302.
  4. Гибин И.С., Котенко В.П., Шурман В.Л. Твердотельный преобразователь изображений // Доклады Академии наук Высшей школы Российской Федерации, 2014, № 1 (22) С. 43-51.
  5. Гибин И.С., Попов П.Г., Савков Е.В. Инфракрасный телевизионный прибор для анализа изображений // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета, 2014, № 1 (54). С. 46-51.
  6. Гибин И.С., Котенко В.П. Тест-объекты для контроля фотоприемных устройств в инфракрасной области спектра // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета, 2014, № 2 (55). С. 60-66.