Электронно-оптические преобразователи — cостояние и тенденции развития

Главная » Каталог статей » Статьи на русском » Волоконно оптические технологии » Электронно-оптические преобразователи — cостояние и тенденции развития

Рассмотрены основные тенденции современного развития ЭОП, основными из которых являются существенное повышение уровня параметров зарубежных ЭОП 3-го поколения, включая создание ЭОП с продленной в ближнюю ИК-область чувствительностью, развитие ЭОП 2+ — поколения и создание их модификаций суперпоколения, а также расширение возможностей ЭОП за счет электронной и компьютерной обработки получаемого изображения в приборах с «развязанным» дисплеем (4-е поколение). В качестве примера последних описана разработанная в «НПО «Орион» совместно с «Орэкс» дневно-ночная цветная стереотелевизионная система наблюдения.

Развитие техники электронно-оптических преобразователей (ЭОП), являющихся основными элементами приборов ночного видения (ПНВ), было наиболее динамичным в период с конца 60- х до 80-х гг. В этот период были разработаны и освоены в производстве сразу три новых поколения ЭОП (первое, второе и третье) и основных элементов волоконно-оптических и микроканальных пластин (ВОП и МКП).
Период развития ЭОП с начала 80-х гг. по настоящее время можно характеризовать как «спокойный, но существенный прогресс». Хотя за этот период не было создано новых поколений ЭОП, успехи в развитии основных элементов и комплектующих изделий ЭОП в сочетании с оптимизацией их применения привели к существенному росту параметров уже созданных ЭОП и, соответственно, ПНВ на их основе.
Это отражается в названиях усовершенствованных модификаций, сравнимых с созданием новых поколений: 2+, 2++, 2Super, 3+ и т. д. К сожалению, основные успехи в этом развитии приходятся на долю зарубежных фирм, определяющих современный уровень ЭОП. Отставание отечественных разработок связано с известной экономической ситуацией, в первую очередь сказавшейся на снижении качества и повышении цен на основные комплектующие изделия ЭОП. В создавшемся положении отечественные разработчики не в состоянии обеспечить «зарубежный» уровень параметров и вынуждены искать технико-экономические «ниши» для упрощенных ЭОП, близких к нулевому поколению.

ЭОП 3-го поколения.

ЭОП 3-го поколения, принципиально отличающиеся от своих предшественников высокоэффективным полупроводниковым фотокатодом на основе арсенида галлия с отрицательным электронным сродством (ЭОС), впервые были представлены на международных выставках вооружений в 1980-1982 гг. Интегральная чувствительность этих ЭОП составляла 1000 мкА/лм при разрешающей способности 32-36 штр/мм. В дальнейшем американские фирмы Litton, ITT, Varian вели интенсивные работы по совершенствованию этих ЭОП, финансируемые Минобороны США. Как следует из материалов выставки IDEXч97 (Абу-Даби), разработчиками фирмы Litton за счет тщательного контроля процессов получения фотокатодных полупроводниковых структур с помощью люминесцентного и спектроскопических методов в готовых ЭОП OMNI IV была достигнута интегральная чувствительность фотокатода 1800 мкА/лм.

На длине волны 830 нм спектральная чувствительность этого катода (рис. 1) составляла 190 мА/Вт, что соответствует квантовому выходу 30 % (0,3 электрона/квант), а на длине волны 600 нм квантовый выход составлял 40 % (при теоретическом пределе 50 %). По сравнению с более ранними модификациями за счет оптимального подбора входного полупроводникового слоя фотокатод имеет хорошую чувствительность и в «синей» части спектра (до 400-450 нм). Очевидно, что внесение таких значений чувствительности в документацию предполагает наличие определенного технологического запаса и возможности получения чувствительности, превышающей 2000 мкА/лм.

спектральные характеристики современных фотокатодов

Рис. 1. Типичные спектральные характеристики современных фотокатодов:
1 — многощелочной (S-25) фотокатод; 2 — улучшенный многощелочной (Super S-25) фотокатод;
3 — фотокатод 3-го поколения (GaAs) модификации OMNI IV; 4 — продленный в ближнюю
ИК-область (ENIR) фотокатод на основе InGaAs

В ЭОП 3-го поколения OMNI III и OMNI IV применены созданные по заказам Минобороны США микроканальные пластины (МКП) с диаметром каналов 9 и 6 мкм (ранее применялись МКП с диаметром каналов 12 мкм). Это позволило повысить разрешающую способность ЭОП с 32-36 штр/мм (ЭОП начала 80-х гг.) до 52 (OMNI III) и 64 (OMNI IV) штр/мм. Повышение параметров ЭОП 3-го поколения существенно увеличило и дальность действия ПНВ на их основе, особенно при освещенностях на местности ниже 0,001 люкс. При такой освещенности дальность действия ПНВ AN PVS-7 (ночные очки) увеличивается в 1,5-1,6 раза по сравнению с тем же ПНВ, использующим ЭОП 2+ или «раннего»3-го поколений [1].
ЭОП 3-го поколения могут быть использованы и для модернизации ПНВ, использующих ЭОП 2-го поколения не только с бипланарной, но и инверторной электронно-оптической системой. Один из вариантов такой модернизации массового танкового водительского ПНВ был представлен фирмой ITT [2]. Используемый в ПНВ ЭОП 2-го поколения с рабочим диаметром фотокатода 25 мм (аналог — отечественный ЭП-10 или «Канал») заменяется на ЭОП 3-го поколения с таким же рабочим диаметром следующим образом. К выходной ВОП ЭОП 3-го поколения оптически присоединяется оборачивающая волоконно-оптическая стопа, удлиняющая оптическую длину системы «ЭОП+стопа» до длины заменяемого инверторного ЭОП. Замена последнего на систему «ЭОП+ стопа» не требует никаких изменений оптической схемы ПНВ и его деталей, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Дальность действия ПНВ (с учетом потерь в стопе) увеличивается почти в 2 раза за счет более высоких чувствительности и разрешения ЭОП
3-го поколения. Суммарный технико-экономический эффект такой замены компенсирует высокую стоимость ЭОП 3-го поколения.

ЭОП 3-го поколения с продленной ИК-чувствительностью.

Единственным фотокатодом, чувствительным в области за 0,9 мкм, до последнего времени являлся кислородно-серебряно-цезиевый (КСЦ) фотокатод (S-1 по американской классификации), имеющий «красную» границу 1,2-1,4 мкм. Недостатками этого катода являются низкая интегральная чувствительность (30-50 мкА/лм) и высокий темновой ток (10-13-10-11 А/см2). В силу этогоЭОП с такими фотокатодами могут использоваться практически только в ПНВ с подсветкой наблюдаемых объектов ИК-прожектором (по существующей терминологии — активных ПНВ). Такие приборы исторически были первым поколением ПНВ и могли использоваться, естественно, только против противника, не обладающего аналогичной техникой.
Несмотря на создание позднее ЭОП с более эффективными многощелочными фотокатодами, имеющими «красную» границу 0,9 мкм, интерес к более длинноволновым фотокатодам не ослабевал как из-за более высокой интенсивности излучения ночного неба, так и из-за большей разницы в коэффициентах отражения естественных и искусственных объектов в области за 0,9 мкм. Другой причиной интереса к длинноволновым фотокатодом явились создание эффективных лазерных излучателей на основе Nd:YAG с длиной волны излучения 1,06 мкм и необходимость возможности визуализации их излучения. Последнее может быть собственной подсветкой или целеуказанием, а также излучением аналогичных средств и дальномеров противника.
Возможность создания длинноволновых фотокатодов с существенно более высокой интегральной чувствительностью, чем КСЦ-фотокатод, появилась в результате интенсивных исследований фотоэмиттеров с ОЭС на базе соединений AIII-BV.
Перспективными считались фотокатоды на основе соединений AIII-BV с приложенным электрическим полем, облегчающим выход электронов в вакуум и дающим возможность получить фотоэмиссию в диапазоне до 1,6-1,8 мкм. Были получены образцы ЭОП с такими фотокатодами с квантовым выходом до 10 % в области 1,2-1,6 мкм [3]. Однако создать серийно способную технологию таких ЭОП не удалось.
Основная причина этого заключалась в том, что наличие в тонком фотокатоде сильного электрического поля (до 50 000 В/см) приводило к большому браку по качеству изображения (однородность, дефекты) и надежности (электрическая прочность).
Более успешными оказались работы по увеличению ИК-чувствительности фотокатодов 3-го поколения путем введения в активный слой GaAs 10-15%-й добавки индия и создания таким образом тройного соединения InGaAs, состав которого тщательно контролировался методами фотолюминесцентными и рамановской спектроскопии [2]. В результате фирмой Litton на базе стандартной конструкции 3-го поколения были созданы ЭОП с таким фотокатодом, названным «Extended Near IR» (продленный в ближнюю ИК-область) — сокращенно ENIR.
Такой ЭОП имеет спектральную чувствительность, представленную на рис. 1, при интегральной чувствительности 300-1000 мкА/лм. На «лазерной» длине волны 1,06 мкм чувствительность составляет 0,025-0,35 мА/Вт (квантовый выход 0,003-0,04 %, соответственно), что несколько меньше чувствительности КСЦ-фотокатода на этой длине волны (порядка 0,7 мА/Вт). Однако более низкий темновой ток (около 5·10-14 А/см2) и значительно более высокая интегральная чувствительность делают новый катод перспективным как для пассивных, так и подсветочных ПНВ.
ЭОП стандартной конструкции 3-го поколения с таким фотокатодом и разрешающей способностью 46 штр/мм испытывался в составе ПНВ AQUILA III и показал следующие результаты: при ночной освещенности 0,005 лк дальность видения фигуры человека — до 800 м, танка — до 3200 м, в обоих случаях фон — зеленая трава [4].
ЭОП с фотокатодом ENIR способны детектировать даже единичные импульсы широко распространенных Nd:YAG-лазерных дальномеров, не говоря уже о дальномерах и подсветочных устройствах на GaAs-лазерах. Прицелы и очки с такими ЭОП дают возможность повышения точности ночной стрельбы по цели, освещенной лазерным излучателем с малым углом расхождения пучка, ось которого съюстирована с осью канала ствола стрелкового оружия. При этом прицельный луч и его «метка» на цели не обнаруживаются никакими другими ПНВ, кроме оснащенных ЭОП с ENIR-фотокатодом.

ЭОП 2+ поколения.

В связи с высокой стоимостью первых ЭОП 3-го поколения, сравнимой с ценой отечественного легкового автомобиля, разработчиками ЭОП и ПНВ было принято логичное решение: параллельно с усовершенствованием и удешевлением ЭОП 3-го поколения разработать ЭОП полностью аналогичной конструкции (включая оптические и электрические параметры) с хорошо освоенным и более дешевым многощелочным фотокатодм. Таким ЭОП предполагалось комплектовать ПНВ до начала массового производства ЭОП 3-го поколения и затем произвести технически несложную замену «временных» ЭОП на ЭОП 3-го поколения.
Эти «временные» ЭОП с бипланарной электростатической фокусировкой и микроканальным усилением получили название 2-плюс (2+) поколения в отличие от 2-го поколения с оборачивающей электростатической фокусировкой и микроканальным усилением. Предполагалось, по-видимому, что параметры 2+ поколения будут близки к 2-му поколению. В ходе разработок этих ЭОП наибольшего успеха добилась фирма Philips, создавшая ЭОП ХХ1610, намного превосходящие по параметрам 2-е поколение и приближающиеся к ЭОП 3-го поколения. Эти ЭОП получили зарегистрированное фирменное название SuperGen.
Типичная интегральная фоточувствительность многощелочного фотокатода (Super S-25) в этих ЭОП составляет 650 мкА/лм (в стандартных ЭОП 2 и 2+ поколений это значение не превышает 280-350 мкА/лм). Разрешающая способность — 36-40 штр/мм при частотно- контрастной характеристике, не уступающей ЭОП
3-го поколения OMNI III: 19 % на пространственной частоте 25 штр/мм [5].
Разработчиками SuperGen получены хорошие шумовые характеристики ЭОП, определяемые следующими факторами. Многощелочной фотокатод является более стойким соединением по сравнению с фотокатодами
3-го поколения и практически не деградирует под действием положительных ионов, возникающих в каналах МКП и бомбардирующих фотокатод. Поэтому в ЭОП 2+ поколения нет ионно-барьерной пленки на входе МКП, применяемой в ЭОП
3-го поколения. Эта пленка, защищая фотокатод от положительных ионов, в то же время препятствует попаданию в МКП до 30-50 % эмитируемых фотокатодом электронов. Последнее приводит к снижению эффективности детектирования фотонов и к увеличению шумов ЭОП.
Помимо отсутствия ионно-барьерной пленки, снижению шумов способствовало улучшение двух важных характеристик МКП. В ЭОП SuperGen фирма Philips применила МКП, изготовленные из собственной пары стекол и по собственной технологии. Эти МКП имели повышенную прозрачность (т. е. отношение суммарной площади каналов на входной плоскости МКП к общей рабочей площади МКП) и повышенный коэффициент вторичной эмиссии при соударении электронов со стенками каналов. В итоге в этих ЭОП значение фактора шума было снижено до 1,5, в то время как для ЭОП 3-го поколения эта величина равна 3,0-3,5.
Вышеуказанный рост параметров обеспечил получение с ЭОП SuperGen 2+ поколения практически тех же дальностей действия ПНВ, что и с ЭОП 3-го поколения (за исключением последней модификации OMNI IV) при освещенностях до 0,001 лк. Таким образом, ЭОП SuperGen из «временно замещающего » превратился в самостоятельную и более дешевую альтернативу для ЭОП 3-го поколения.
Это привело к изменению идеологии комплектования ПНВ конструктивно взаимозаменяемыми ЭОП 2+ и 3-го поколений. Относительно недорогие и массовые ПНВ (монокуляры, прицелы легкого оружия, очки) целесообразно комплектовать ЭОП 2+ поколения,а ЭОП 3-го поколения применять в них для специальных задач, требующих получения максимальных дальностей в условиях освещенности ниже 0,001 лк. В случаях применения ПНВ на объектах, цена которых намного превосходит цены ЭОП (танк, вертолет, БМП), естественно использовать в них ЭОП 3-го поколения для максимального повышения эффективности ночных действий объекта применения.

ЭОП с ПЗС — 4-е поколение ЭОП и ПНВ

Приборы, в которых изображение, получаемое с помощью ЭОП, преобразуется ПЗС- матрицей в видеосигнал и может наблюдаться на дистанционно разнесенном дисплее, весьма перспективны для гражданских и специальных целей: ночная охрана объектов, вождение транспортных средств, дистанционное наблюдение за ночной жизнью животных и т. д.
Дисплей в таких приборах может быть либо разнесен с сенсорным блоком (объектив+ЭОП+ПЗС) на расстоянии до 100 м и более, либо в миниатюрном исполнении может быть размещен перед глазом (или глазами) наблюдателя. Связь дисплея с сенсорным блоком может быть проводной или с помощью миниатюрных телевизионных передатчиков. В последнем случае изображение может приниматься по одному из каналов обычного телевизионного приемника. Принципиально новая компоновка таких ПНВ с «развязанным» индикатором позволяет выделить их в новое, 4-е поколение ПНВ (предыдущие поколения «нумеруются» по поколениям используемых в них ЭОП).
Создание таких ПНВ с параметрами, представляющими практический интерес для ночного видения, впервые стало возможным после создания ЭОП с высоким усилением света. Это связано с тем, что в первых гибридных преобразователях оптическая «стыковка» изображения с выходного экрана ЭОП 1, 2 или 3-го поколения и приемной матрицы ПЗС осуществлялось с помощью оптики переноса либо фоконов с большими потерями по энергетике. При пороговой чувствительности ПЗС матриц порядка 0,1 лк требовалось усиление ЭОП не менее 10000, чтобы реализовать разрешение ПЗС при ночных освещенностях, и высокие разрешение и качество изображения ЭОП, в первую очередь, отсутствие пространственных (структурных) шумов.
Исследования сенсорных блоков ЭОП+ПЗС с различными типами ЭОП, стыкованными через фокон с ПЗС ICX 038/039 показали, что разрешающая способность в 100 телевизионных линий достигается при использовании ЭОП 2-го поколения при освещенности 0,001 лк, для ЭОП 2+ SuperGen при освещенности 0,00001 лк достигается 180 ТВ-линий. При освещенностях порядка 0,001 лк такие сенсоры обеспечивают 400 ТВ-линий, что делает их весьма перспективными для систем ночного видения [6]. В настоящее время развитие таких систем идет по нескольким направлениям.
Ряд зарубежных фирм выпускает ЭОП, состыкованные с ПЗС-матрицами через фокон и называемые Low Light Level Imagе Sensors или Intensified CCD Sensors. Например, фирма De Oude Delft выпускает такие ЭОП на базе ЭОП 3-го поколения, обеспечивающие при ночной освещенности разрешение до 400 ТВ-линий (тип ХХ 1760).
Наиболее перспективными являются ЭОП, в которых матрица ПЗС помещается внутри вакуумного объема ЭОП и возбуждается с тыльной стороны непосредственно электронным пучком, несущим информацию об изображении. При этом исключаются потери на преобразование энергии электронов в световую энергию (свыше 80 %) и ее переноса через оптику или фокон на ПЗС. В результате такой прибор существенно превосходит все остальные типы ЭОП с ПЗС по информационной емкости и пороговой освещенности, достигающей в ЭОП с электронно- возбуждаемой ПЗС (ЭВПЗС) 0,000001 лк.
ЭОП с высокочувствительным фотокатодом 2+ или 3-го поколения с ЭВПЗС и выходом в виде контактов матрицы ПЗС или сразу видеосигнала принято называть в последнее время ЭОП 4-го поколения.
Несмотря на явные преимущества таких ЭОП, они являются весьма сложными в плане технологического совмещения фотокатодов и ПЗС в одном вакуумном объеме. Кроме того, получение тонкой ПЗС для возбуждения электронами с тыльной стороны представляет самостоятельную проблему. В связи с этим ЭОП 4-го поколения пока выпускаются очень немногими фирмами, в том числе российской — ЦНИИ «Электрон «, и имеют стоимость выше стоимости ЭОП 3-го поколения.
Поэтому в настоящее время более распространены приборы 4-го поколения, в которых ЭОП стыкуются в ПЗС через оптику переноса или фокон. Некоторыми зарубежными фирмами к стандартным ПНВ в качестве выбираемой комплектации прилагается переходное устройство с «С «-резьбой, позволяющее присоединять ПНВ к стандартным ПЗС-видеокамерам вместо их «дневного » объектива.
Такая комплектация предусмотрена, например в ПНВ М982/М983, М942/М944, AN/PVS-8 фирмы Litton и в ПНВ Nite Watch фирмы EEV.
Фирма Intevac выпускает прибор- «помощник » ПЗС-видеокамер «Nite Mate » — прибор, состоящий из ЭОП 3-поколения, блока его питания с входным постоянным напряжением 12 В (унификация с питанием ПЗС-камеры) и оптики переноса. На входе и выходе прибора — унифицированная «С «-резьба для присоединения объектива ПЗС-камеры и самой камеры. При этом сохраняется возможность работы и автоматического контроля объектива «auto-iris «. Производитель рекламирует возможность получения с стандартными ПЗС (пороговая чувствительность — 0,1 лк) форматом 1/2″ или 2/3″ разрешающей способности 425 ТВ-линий при освещенности 0,00001 лк (пасмурная звездная ночь).
Другим направлением являются полностью или частично комплексированные ПНВ 4-го поколения. Примером является Televised Lightwеight Universal Night Observation Systems (TELELUNOS) бельгийско-нидерландской фирмы Delft Sensor Systems. Система состоит из входного объектива, ЭОП 2+ или 3-го поколения, состыкованного с 2/3″ ПЗС с числом элементов 756х581 и дистанционно разнесенных дисплея и блока управления. Система комплектуется тремя объективами (1Х, 4Х и 6Х) и предусмотрена возможность использования объективов с переменным увеличением ( «zoom «) и изменяющейся диафрагмой. Управление объективами осуществляется с пульта управления. При использовании объективов с изменяющейся диафрагмой система имеет динамический диапазон от 0,0001 до 100 000 лк и может использоваться как в дневных, так и ночных условиях для наблюдения и документирования (видеозапись) наблюдаемых сцен и объектов. Поле зрения системы составляет 32 (по горизонтали) х 24 (по вертикали) градуса при использовании объектива 1Х при разрешении по горизонтали 0,44 ТВ-линии/мрад (соответствует 360 линиям на все поле) при освещенности 0,0001 лк, а с объективом 6Х — поле зрения 5,4х4,0 град и разрешение 3,78 ТВ-линии/мрад при тех же условиях [7].
Преобразование изображения, получаемого с помощью ЭОП, в аналоговой или цифровой видеосигнал открывает дополнительные возможности по обработке изображения с целью повышения его информативности.
«НПО «Орион» совместно с «Орэкс » разработана компьютерная система динамической окраски изображения, получаемого в форме видеосигнала с помощью ПНВ 4-го поколения или тепловизора. В отличие от известных способов получения изображения в условных цветах методом амплитудной селекции видеосигнала в разработанной системе каждому значению видеосигнала «присваивается » один из цветов 256-цветной палитры и производится циклическая смена цветов палитры со скоростью, не превышающей величину, обратную латентному периоду зрительной реакции глаза. Разработанное программное обеспечение обеспечивает возможность использования 72 палитр и передачи цветного изображения 256х192 элемента с частотой 15 Гц.
Система дает возможность лучшего и быстрого различения мелких и малоконтрастных деталей за счет того, что в определенный момент наблюдения они окрашиваются в контрастирующий с фоном цвет. Это позволяет открывать в изображении детали, кажущиеся незаметными в черно-белой картине, и может быть использовано не только для повышения информативности изображений ночных или тепловизорных сцен, но и давать практическое преимущество при расшифровке фотографий астрономических, биологических и других объектов.
Еще большими возможностями обладает разработанная «НПО «Орион»» и «Орэкс» ночная стереоскопическая телевизионная система наблюдения (рис. 2). В этой системе изображение создается с помощью двух каналов, каждый из которых содержит управляемый объектив и высококачественный бипланарный ЭОП, состыкованный с ПЗС. Видеосигналы преобразуются в цифровую форму и после специальной электронной и компьютерной обработки поступают на очки (шлем) «виртуальной реальности либо наблюдаются на дисплее с помощью жидкокристаллических светоклапанных очков.
Система дает возможность получения объемного (стерео) изображения с хорошей передачей ощущения глубины сцены и объема наблюдаемых объектов с возможностью регулировки зоны стереовидения и глубинной разрешающей способности. Получение стереоизображения ночной сцены имеет все известные преимущества стереоустройств отображения визуальной информации: лучшую и более быструю распознаваемость объектов, повышенную точность оценки взаиморасположения объектов и др. [8]. Для ночного видения наиболее важным является снижение флуктуационных шумов в стереоизображении по сравнению с двумерным (плоским) изображением. Это связано с тем фактом, что шумы психофизиологически воспринимаются распределенными в объемном пространстве и не связанными с конкретными деталями изображения.

Стереоскопическая дневно-ночная телевизионная система наблюдения

Рис. 2. Стереоскопическая дневно-ночная телевизионная система наблюдения

Схема питания ЭОП в описываемой системе обеспечивает эффекты «электронной диафрагмы» и «электронного затвора», что обеспечивает работоспособность прибора как в ночных, так и в дневных условиях, а также в импульсном режиме. Для возможности работы в условиях дымки, тумана, дождя система может комплектоваться лазерной подсветкой, синхронизированной с «электронным затвором».
Система имеет широкий диапазон применений, в том числе, по мнению авторов, может эффективно использоваться для ночного вождения транспортных средств. Объемность изображения дорожного полотна, улучшенное обнаружение малоразмерных препятствий позволят повысить скорость ночного вождения
в 1,4-1,5 раза.
Перспективным является также использование стереосистемы в дневных или ночных условиях в телеуправляемых роботах-манипуляторах, в том числе — роботах-саперах. Стереосистема позволит повысить эффективность управления движением роботов и их механических «рук » за счет лучшей оценки взаиморасположения предметов.
Стереосистема позволяет также получать изображение в естественных цветах при комплектации ее схемой оптико-электронной фильтрации. Эксперименты по наблюдению объектов в дневных условиях показали возможность цветопередачи, соответствующей изображению первых цветных телевизоров. В ночных условиях (при лунном освещении) наблюдается почти обычная, «дневная » раскраска наблюдаемой сцены.
Помимо чисто художественного аспекта, цветное изображение позволяет повысить скорость обнаружения и распознаваемость объектов.
Цветная ночная система видения обеспечивает улучшение скорости распознаваемости на 30 % и снижение ошибок в распознавании на 60 % [7].

Заключение.

Высокие параметры описанных ЭОП 2+, 3-го и 3-ENIR поколений уже приблизились не только к технологическим, но и к теоретическим пределам по величине квантового выхода и длинноволновой границе фоточувствительности. Последняя для фотокатодов 3-го поколения физически ограничена длиной волны 1,1 мкм, за которой услвоие ОЭС не реализуется [3] и, как и для обычных фотокатодов, начинается резкий рост темновой фотоэмиссии.
Физические принципы ограничивают и возможности твердотельных аналогов ЭОП, строящихся по схеме «фотопроводник-электролюминофор». Такие преобразователи могут обеспечить заметные усиления (более 10) только при невысокой концентрации равновесных носителей в зоне проводимости фотопроводника, т. е. при достаточно широкой его запрещенной зоне и, соответственно, «короткой» длинноволновой границе чувствительности.
Основные перспективы повышения информационной емкости ПНВ с ЭОП связаны с электронной и компьютерной обработкой изображения, создаваемого ЭОП, повышающей информативость в 1,3-2 раза, а также с объединением оптико-электронного канала на основе ЭОП (0,4-1,1 мкм) с тепловизионным каналом (3-5, 8-14 мкм) в полиспектральных ПНВ следующих поколений.

Оставьте комментарий к статье