Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ИМ. А.В. РЖАНОВА
Сибирского отделения Российской академии наук
ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ

Разработка и создание модулей электронно-оптических преобразователей 4-го и 5-го поколений на основе широкополосного GaAs-фотокатода, микроструктурированного экрана и электронно-чувствительной матрицы на приборах зарядового сдвига

Несмотря на возрастающую конкуренцию со стороны тепловизионных приборов и, прежде всего, приборов, создаваемых на основе неохлаждаемых матричных микроболометров, приборы ночного видения на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП) остаются наиболее массовыми приборами, обеспечивающими возможность проведения функции наблюдения в ночных условиях. Поэтому исследования и разработки, направленные на дальнейшее повышение технических характеристик ЭОП, и поиск путей создания нового поколения электронно-оптических преобразователей сохраняют свою актуальность. Нами были выполнены исследования, направленные на совершенствование базовых узлов современных электронно-оптических преобразователей: полупрозрачного GaAs-фотокатода, люминофорного экрана, и электронно-чувствительной ПЗС-матрицы. Характеристики существующих полупроводниковых GaAs-фотокатодов ещё не достигли физических пределов технического совершенства, и поэтому их дальнейшее улучшение требует проведения исследований и разработок. Совместно с ФГУП "НИИ "Полюс" нами была проделана работа по снижению дефектности фотокатодных гетероструктур и оптимизации их параметров с целью расширения спектрального диапазона полупрозрачного GaAs-фотокатода. В результате были получены фотокатоды с интегральной чувствительностью 2500 мкА/лм и коротковолновой границей чувствительности равной 320 нм.


Рис. Фотоприемный модуль электронно-оптического преобразователя 5-го поколения.

Проведенные ранее исследования показали, что важнейшим явлением, снижающим частотно-контрастную характеристику планарных ЭОП на малых пространственных частотах (0.1÷20 штр/мм), является латеральное (боковое) "расплывание" изображения из-за диффузного переноса люминесцентного излучения в слое люминофора. Для подавления бокового "расплывания" света в данной работе была предложена и реализована оригинальная конструкция микроструктурированного экрана. В таком экране зёрна люминофора находятся в ячейках микроструктурной сетки, сформированной на поверхности стеклянного основания экранного узла. Материал микроструктурной сетки непрозрачен для люминесцентного излучения люминофора, и поэтому боковое распространение света в слое люминофора подавлено полностью.
Наиболее важным направлением дальнейшего развития ЭОП является создание электронно-оптических преобразователей 5-го поколения. В этих приборах вместо обычного катодолюминофорного экрана устанавливается электронночувствительная ПЗС- или КМОП матрица. Телевизионный сигнал изображения с выхода этой матрицы обрабатывается встроенным в ЭОП миниатюрным процессором и отображается на микродисплее. В данной работе совместно с ФГУП "НПП "Пульсар" была предложена оригинальная конструкция ключевого узла ЭОП 5-го поколения - фотоприемного модуля. В этом узле усиление яркости изображения происходит в микроканальной платине МКП, а на электронно-чувствительную ПЗС-матрицу "возложена" только функция считывания электронного изображения с выхода микроканальной пластины для последующего формирования цифрового видеосигнала. Фотография изготовленного в рамках данной работы фотоприемного модуля ЭОП 5-го поколения приведена на рисунке.

Лаборатория неравновесных процессов в полупроводниках (А.С.Терехов).

назад