24–26 мая 2018 года состоялась Юбилейная XXV Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. Приведен краткий обзор представленных докладов.
Изложены результаты разработки и апробирования отечественной автоматизированной системы синтеза динамических и статических ИК-изображений в составе испытательного стенда контроля характеристик МФПУ. Реализованы наличие двух независимых каналов засветки поверхности тестируемого изделия – канал объекта и канал фона, возможность независимого изменения уровней облученности в обоих каналах в широком диапазоне – в канале фона облученность не менее 10-7 Вт/см2, в канале объекта в диапазоне 10-9–10-6 Вт/см2. Размер точечного объекта, формируемого в плоскости изображения тестируемого МФПУ, не превышает 30 мкм, скорость его перемещения до 250 мкм/с.
В работе обоснована необходимость учета качества коррекции неоднородности чувствительности фотоприемника при проектировании тепловизионных приборов. Изложены результаты исследования эффективности метода фильтрации остаточной неоднородности с использованием микросканирования. Показано, что использование метода фильтрации снижает уровень шумов: временного – в 1,57 раза, пространственного – в 5,2 раз. Это улучшает показатель РТЭШ тепловизионного канала в 3,24 раза.
В работе проанализированы возможности применения технологии плазмохимического осаждения пленок а-Si1-xGex: H (x = 0÷1), нелегированных и легированных PH3 и B2H6, для использования их в p–i–n-структурах солнечных элементов. Рассмотрены оптические, электрические, фотоэлектрические свойства, а также определено количество водорода в данной пленке. Найдено, что свойства пленки сильно зависит от состава и уровня гидрогенизации. Количество атомов водорода в пленках варьировали путем изменения составов газовой смеси, и измеряли ИК-поглощение для пленок а-Si: H и а-Ge: H. На основе пленок а-Si: H и а-Si0,88Ge0,12: H изготовлены солнечные элементы и созданы однослойные, двухслойные и трехслойные структуры, при этом измерены их оптоэлектронные характеристики. Найдено, что при площади элемента 1,3 см2 коэффициент полезного действия солнечного элемента (КПД СЭ) составляет соответственно 7; 8,9; 9,5 %.
Из решения уравнения непрерывности для одномерной модели р–n-перехода с граничными условиями, определяющими поведение концентрации неосновных носителей заряда и тока на границах раздела областей р- и n-типа проводимости, получена зависимость произведения R0A от длины волны и температуры. Проведено сравнение влияния характерных для материала HgCdTe механизмов рекомбинации (излучательной, поверхностной, Оже, Шокли-Рида-Холла), на параметры фотодиодов. Показано, что параметры фотодиодов в большей степени зависят от механизмов рекомбинации Оже и ШРХ, при этом рекомбинация ШРХ в области объемного заряда дополнительно уменьшает произведение R0A более чем в 3 раза по сравнению с рекомбинацией Оже, а поверхностная рекомбинация на границе раздела области поглощения уменьшает произведение R0A на 1,5 порядка. Предложены рекомендации по улучшению технологии изготовления фотодиодов на основе HgCdTe, которые заключаются в усложнении архитектуры фоточувствительного элемента (ФЧЭ) и улучшение качества границ раздела между слоями.
В статье представлены результаты исследования поведения образцов и динамики трещинообразования в образцах искусственного песчаника при воздействии на них импульсов электрического тока в условиях одноосного сжатия. Постановка таких экспериментов попрежнему актуальна в плане решения вопроса о возможности активного воздействия на сейсмический режим или даже разрядки тектонических напряжений. Эксперименты проводились на рычажном прессе, позволяющем реализовать режим квазистатического состояния. В большинстве случаев было отмечено влияние электрического воздействия на поток и интенсивность акустической эмиссии как собственно на этапе электровоздействия, так и непосредственно за ним (эффект последействия). На этапе электровоздействия заметно меняется ход кривых таких измеряемых параметров, как усилие нагрузки, поперечный и продольный размеры, температура поверхности образца. Поскольку результаты получены при электровоздействии постоянным током, встает вопрос о правомочности ряда гипотез о механизме такого триггерного эффекта, акцентирующих внимание на важном значении повторяющейся последовательности электрических импульсов с крутыми фронтами.
Разработана конструкция и изготовлены матричные ФЧЭ форматом 384288 элементов с шагом 25 мкм с длинноволновой границей чувствительности по уровню 0,5 около 9,5 мкм. Средняя величина R0А фотодиодов по всему массиву матрицы равна 100 Ом см2. Разработаны схема и топология, по которым изготовлены матричные высокоскоростные мультиплексоры форматом 384288 элементов с шагом 25 мкм, обеспечивающие рабочие режимы на тактовой частоте до 20 МГц. Методом гибридной сборки на индиевых столбах изготовлено матричное ФПУ форматом 384288 элементов с шагом 25 мкм с параметрами: средняя величина NETD < 30 мК, количество работоспособных элементов > 97 %. Использование мезатравления для разделения отдельных фотодиодов снижает фотоэлектрическую связь и обеспечивает высокое пространственное разрешение матричного ФПУ, равное 11,25 штр/мм. Представлены примеры использования системы микросканирования для снижения дефектных пикселов в кадре изображения и/или увеличения формата кадров до 768576. Показано, что в результате использования микросканирования в тепловизионном канале на основе разработанного ФПУ при переходе к формату 768576 получено улучшение пространственного разрешения в 1,4 раза при одинаковой величине минимально разрешаемой разности температур (МРРТ), а МРРТ на частоте 0,44 мрад-1 уменьшается с 1,6 К до 0,9 К по сравнению с исходным форматом 384×288.
Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на ежегодной XLV Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся со 2 по 6 апреля 2018 года в городе Звенигороде Московской области. Проведен анализ развития и достижений основных направлений исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.
Исследованы резонансные свойства тонких диэлектрических колец, возбуждаемые токами смещения при скользящем падении на плоскость кольца плоской электромагнитной волны СВЧ-диапазона частот. Такой контур c азимутальным током смещения образует резонансный диэлектрический магнитный диполь. Рассчитан и измерен основной резонанс, возбуждаемый магнитным полем в ближней зоне указанного диполя. Показаны инверсия потока магнитной индукции и возникновение отрицательной магнитной восприимчивости в области резонанса диэлектрического магнитного диполя. Экспериментально измерено распределение магнитного поля около диэлектрического кольца вблизи резонансной частоты.
Спрос на производство различных изделий микро- и оптоэлектроники на кристаллах (чипах) из полупроводниковых материалов с низким уровнем потребительской стоимости ужесточает требования к высокой точности и улучшению качества их обработки и подразумевает необходимость рассмотрения эффективных методов резки приборных пластин. В данной работе рассмотрены высокоэффективные методы резки пластин на кристаллы, позволяющие обрабатывать сложные и дорогостоящие устройства. Авторами обосновывается и экспериментально доказывается эффективность применения метода лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ), приведены преимущества и результаты успешного внедрения метода ЛУТ для прецизионной резки стекла, кремния, сапфира и других хрупких неметаллических материалов.
В работе приведены результатов математического моделирования и экспериментальных испытаний теплоотвода от тепловыделяющих элементов к радиатору для выбора и оптимизации параметров нового металлогибридного термоинтерфейса (МГТИ), предложенного в работах [1–4]. МГТИ представляет собой каркас из двух тонких металлических перфорированных пластин, пространство между которыми заполнено тонким слоем теплопроводящей пасты. Проведен сравнительный анализ и показаны неоспоримые преимущества МГТИ перед традиционными термоинтерфейсами.
Рассмотрен метод расчета облученности, создаваемой абсолютно черным телом (АЧТ) в произвольной плоскости, параллельной его диафрагме. Метод основан на использовании понятия «коэффициент пропускания холодной диафрагмы МФПУ», описывающего отношение потока излучения, попадающего в заданную точку плоскости сквозь диафрагму, к потоку излучения, падающему в данную точку из полусферы. Установлена полная сходимость результатов расчета величины облученности предложенным методом и единственным нормативным методом, описанным в ГОСТ 17772–88. Рассмотрены результаты расчета облученностей и нормированной разности облученностей от АЧТ с круглыми и квадратными диафрагмами в диапазоне от 0,06 мм до 20 см, и распределения облученности по площади. Показано, что облученность от АЧТ с круглой диафрагмой отличается от облученности, создаваемой АЧТ с квадратной диафрагмой такой же площади, не более, чем на один процент. Установлена полная применимость предложенного метода для расчета облученности, создаваемой АЧТ.