Xenics - Infrared cameras, cores and detectors
Головне меню
Інфрачервоні детектори
Що таке інфрачервоні детектори?
Інфрачервоний детектор - це просто приймач променистої енергії, що перетворює енергію випромінювання в інфрачервоному діапазоні на форму, що вимірюється. Інфрачервоні датчики можуть бути використані для різних програм у військовій, науковій, промисловій, медичній, охоронній та автомобільній сферах. Так як інфрачервоне випромінювання не пов'язане з видимим світлом, воно дає можливість бачити в темряві або в умовах поганої видимості шляхом збирання інфрачервоної енергії, що випромінюється об'єктами. Зібрана енергія перетворюється на образ, що відображає відмінності енергії між об'єктами, таким чином дозволяючи бачити сцену, яка інакше була б прихована.
В інфрачервоному світлі світ розкриває особливості, які не помітні при звичайному видимому світлі. Люди і тварини стають помітними в темряві, вдається виявляти недоліки в конструкціях, близькі до поломки компоненти висвічуються яскравіше, покращується видимість у несприятливих умовах, таких як дим або туман.
Infrared detector formats
Інфрачервоні детектори доступні як окремий детекторний елемент у круглій, прямокутній, хрестоподібній та інших геометричних формах для систем прицілів, як лінійні матриці та 2D-матриці фокальної площини.
Детектори, виконані як окремий детекторний елемент, зазвичай є пристроями з фронтальним освітленням і провідним з'єднанням. Лінійні та 2D-матриці можуть застосовуватися при виготовленні різних пристроїв та архітектур виведення сигналу.
Лінійні матриці першого покоління зазвичай мали фронтальне освітлення, а вихідний сигнал з детектора мав провідне з'єднання з кожним елементом матриці. Сигнал відкожного елемента потім виводився з вакуумного пакета і підключався до індивідуального підсилювача кімнатної температури, до взаємодії з екраном системи відображення. Налаштування посилення зазвичай реалізовувалися в ланцюзі підсилювача. При такому підході лінійні матриці першого покоління обмежувалися менш як двома сотнями елементів.
Матриці другого покоління, як лінійні, так і 2D, часто мають заднє освітлення через прозорий субстрат. Декілька альтернативних архітектур фокальної площини проілюстровані на малюнку нижче.
Малюнок (a) ілюструє матрицю детектора, електрично з'єднану безпосередньо з матрицею підсилювачів та/або перемикачів, що називається зчитуванням. Електричне з'єднання виконане "точками" Індія, які забезпечують м'яке металеве з'єднання кожного пікселя. Така конструкція, як правило звана "прямої гібридизацією", полегшує об'єднання великого числа пікселів в окремі передпідсилювачі, з'єднані з рядковими і стовпцевими мультиплексорами.
Непрямі гібридні конфігурації (b) можуть використовуватися з великими лінійними матрицями для забезпечення інтерфейсу між детектором та субстратом завдяки схожому коефіцієнту теплового розширення. Ці гібриди можуть використовуватися для послідовної гібридизації, дозволяючи тестувати детектор до здійснення зчитування, і/або для розміщення осередків блоку зчитування, що має розміри більше, ніж у осередку блоку детекторів, збільшуючи ємність заряду і тим самим розширюючи динамічний діапазон. Зчитувачі та детектори електрично з'єднані профільованою металевою шиною на віяловій структурі субстрату.
Монолітні матриці детекторів (c) поєднують функції детектора та зчитування. Як правило у такихматриці електроніка обробки сигналів команд і управління розташовується поруч з матрицею детектора, а не знизу. У цьому випадку ланцюги обробки сигналу можуть з'єднуватися з детектором проводами. У монолітної конфігурації немає необхідності розташовувати ланцюга обробки сигналу на тому ж субстраті, що і детектор/зчитувач (як показано на малюнку), або підтримувати ту ж температуру, що у детектора. Завдяки використанню технології детекторів на основі кремнію, монолітні детекторні матриці PtSi можуть бути об'єднані з обробником сигналу, розташованим на периферії плати детектора/зчитувача чіпа.
Технологія Z, як показано на малюнку (d), забезпечує розширену базу для обробки сигналу з кожного пікселя в платі зчитування шляхом розширення структури ортогональному напрямку. У проілюстрованому підході витончені чіпи зчитування складені в стек і склеєні разом, а матриця детекторів приєднана до торця цього стека обробки сигналів за допомогою Індія.
Нарешті, підхід з"Проникненням", як показано на малюнку (e), спирається на стоншення матеріалу детектора після його адгезійного склеювання з силіконовим зчитувачем. Елементи детектора з'єднуються з зчитувачем індикації, що лежать під ними, пронизливими конекторами – металізованими каналами, протруєними через матеріал детектора.