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.
Разработана методика контроля спектров фотолюминесценции для многослойных гетероэпитаксиальных структур с квантовыми ямами на основе AlGaAs/GaAs, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Проведен расчет уровней размерного квантования в квантовых ямах. Построены тепловые карты распределения значений длины волны и интенсивности в максимуме спектра фотолюминесценции по поверхности эпитаксиальных слоев различного состава. Картографирование позволило оценить однородность распределения состава и толщины эпитаксиальных слоев по поверхности образцов. Проведенное исследование является перспективным для усовершенствования методик входного и межоперационного контроля многослойных гетероэпитаксиальных структур, используемых в технологии изготовления матричных фотоприемных устройств ИК-диапазона.
Разработана модель расчета характеристик многослойных гетероэпитаксиальных структур на основе тройных твёрдых растворов кадмий-ртуть-теллур (КРТ) из спектров отражения. Реализованная модель основана на анализе прохождения излучения через многослойную структуру с учетом как переходов между слоями, так и поглощением излучения каждым эпитаксиальным слоем. Проведен расчет характеристик эпитаксиальных слоев, входящих в состав многослойных структур КРТ, выращенных методами молекулярно-лучевой эпитаксии, жидкофазной эпитаксии и осаждением металлоорганических соединений из газовой фазы. Результаты исследования показали эффективность разработанного метода благодаря расчету состава и толщин эпитаксиальных слоев КРТ с повышенной точностью.
Рассмотрены основные принципы построения проекторов инфракрасных сцен (ИСП). Проводится анализ ИСП, построенных на основе матриц теплоизлучающих элементов, а также источников теплового излучения, которые могут быть использованы при создании проекторов инфракрасных сцен на основе матриц микрозеркал.
Статья является развитием градиентного подхода с нейронной схемой в качестве формирователя изображения для ФПУ с микросканированием. В рассматриваемой модели широко используется метод наименьших квадратов (МНК). Данная МНК-модель обеспечивает оценку вариантов обработки на основе сопоставления градиентов сигналов и матриц неизвестных, соответствующих формируемым изображениям. Модель включает сопоставление градиентов сигналов и неизвестных, систему линейных уравнений относительно неизвестных, соответствующую системе нейронную схему; традиционное решение системы используется для формирования критерия остановки нейронной схемы.
Предложена модель формирования пространственно-энергетического профиля (ПЭП) зоны видимости для случая, когда длительность импульсов лазерной подсветки объектов значительно меньше длительности строб-импульсов (времени экспозиции) фотоприемника. Получены аналитические выражения, связывающие характерные расстояния (точки) ПЭП зоны видимости с длительностями импульсов лазерной подсветки и не регулируемой технической задержки, а также параметрами строб-импульсов при разной временной форме. Численные расчеты и эксперимент подтвердили справедливость полученных аналитических выражений. Дана интерпретация экспериментальных результатов для систем с подсветкой в области длин волн 1,57 мкм, которые не могли быть объяснены на основе использовавшихся ранее представлений. Влияние формы импульсов подсветки на значения
сигнала в области фронта и спада ПЭП на основе предложенной модели объяс-
няется тем, что регистрируемая часть длительности импульсов либо увеличи-
вается (от 0 до 100 %), либо уменьшается (от 100 % до 0).
Развита методика прогнозирования основного показателя эффективности – дальности распознавания объектов – современных высокочувствительных тепловизионных приборов (ТВП), работающих в обычном для них контрастно-ограниченном режиме, в котором их эффективность лимитируются не шумом прибора, а предельной контрастной чувствительностью зрительного аппарата оператора-дешифровщика. Выполнен сравнительный анализ существующих зарубежных и отечественных условий и методик натурных испытаний ТВП на дальность распознавания ими типового тест-объекта – танка. Показано, что, несмотря на существенное различие методик, полученные экспериментальные оценки этого показателя эффективности могут быть корректно сопоставлены с соответствующими данными для зарубежных аналогов независимо от теплового контраста тест-объекта и погодных условий. Описана процедура оценки достоверности результатов полевых испытаний ТВП на дальность действия. Приведены примеры реализации полученных результатов.
Рассмотрена специфика измерения температурно-частотной характеристики современных высокочувствительных несканирующих тепловизионных приборов, являющейся основой для оценки, прогнозирования и сравнения их информационной эффективности, в частности дальности действия, при обнаружении и распознавании объектов, расположенных на естественном неоднородном фоне местности. Проанализированы основные факторы, влияющие на эту характеристику, с учетом того, что данные приборы обычно функционируют в контрастно-ограниченном режиме, в котором их эффективность лимитируется не шумом прибора, а ограниченной контрастной чувствительностью зрительного аппарата оператора-дешифровщика.
Реализована поддержка трассировки пути в разработанном симуляторе трехмерных динамических сцен. Данный метод позволяет получить физически корректные изображения с учетом многократных взаимодействий электромагнитных волн с телами. Представлены результаты расчета нескольких сцен и оценка быстродействия аппаратно-ускоренной трассировки пути в видимом диапазоне длин волн.
Предложена инженерная методика экспериментальной оценки в стендовых условиях основного тактико-технического параметра – дальности действия – современных несканирующих тепловизионных приборов (ТВП) при обнаружении и распознавании объектов местности. Методика основана на разрешении группой операторов-экспертов эквивалентных тепловых мир с фиксированным тепловым контрастом по их изображению, не требующая измерения температурно-частотной характеристики ТВП. Описана процедура оценки достоверности результатов стендовых испытаний ТВП на дальность действия, обеспечивающая получение нижней границы доверительного интервала для этой дальности при заданной доверительной вероятности. Дан пример практического использования представленных результатов.