Ликбез по тепловизорам от
Мимохожего, 04 Августа 2008, 19:50:05, срвс-1:
Цитата:
Ладно. а теперь приступим к тепловизорам.
Как легко сообразить из названия - это приборы, работающие по собственному тепловому излучению цели (и потому в подсветке не нуждающиеся принципиально). Рабочая длина волны у них где-то на порядок больше, чем у ЭОПов (например, для "последнего писка моды" - инжекционных фотодиодов на основе структуры германий/кремний с квантовыми точками (активно разрабатываемых новосибирским филиалом Института физпроблем и параллельно внедряемых в производство на НПО "Орион") нижняя граница рабочего диапазона - аж 20 микрон (20 тыс нанометров, где-то в 16 раз больше чем для самого "навороченного" ЭОПа III поколения), для несколько более старых кремний-галлиевых систем - 16 микрон, для неохлаждаемых (!!! При такой-то длине волны!) P+/N+ арсенид-галлиевых гетероструктур - 2,3-2,7 микрона (кстати, именно на них был сделан "дальний" ИК-канал спектрозонального фотоаппарата МКФ-6, которым в своё время с "Мира" (пока его ещё не утопили) Землю фотографировали... ), для штатного для нынешних военных тепловизоров материала КРТ (эпитаксиальные пленки кадмий-ртуть-теллур) - до 14 микрон ). Впрочем, то, что именно так и должны обстоять дела - очевидно хотя бы из той же планковской формУлы для спектра АЧТ (чему у нас там 300 кельвин соответствует? IMHO чему-то чуть меньше 10 микрон... ).
Кроме отсутствия даже теоретической необходимости в подсветке (да и невозможности оную организовать, строго говоря... Вы представляете, как организовать достаточно компактный прожектор такого диапазона? Мне лично - представить не удаётся: ну не знаю я, как закон Стефана-Больцмана на@бать, а там яркость есть четвёртая степень температуры (и, соответсвенно, длины волны)... ), такая длина волны даёт ещё и то преимущество, что для такого прибора прозрачны большинство дымовых завес (как Вы наверняка помните, интенсивность рэлеевского рассеяния на аэрозолях обратно пропорциональна четвёртой степени отношения длины волны к квадрату объёма частицы, а здесь рассеивание именно рэлеевское, ибо лямбда пополам у нас в данном случае - аж 5 микрон.. ). То есть проблему для тепловизора представляет только минеральная пыль, причём достаточно грубых фракций, но она, к счастью, очень быстро оседает.
"Нулевым" поколением тепловизоров принято считать приборы с двумерным механическим сканированием и фоторецептором но основе чего-нить типа линейки резисторов из антимонида индия (серийно выпускаемый прибор тепловизионной разведки "Уёби... "Пособие-1" - это как раз про то самое: 50-элементный фотоприёмник из антимонида индия, жутко капризная система охлаждения оного, выходящая на режим эдак с минутку-другую (...-пятую-десятую... ) и куча других "радостей плоти", в итоге дающая качество крайне хреновой камеры видеонаблюдения, но... даже в теории не требующая какой-л. подсветки и способная засечь даже летней ночью и даже одетого человека метров эдак с двухсот-трёхсот по его собственному тепловому излучению. Правда, только именно засечь, опознать по фигуре, мужчина это или женщина - уже из области запредельной фантастики ).
Первое поколение - это фоторецепторы на основе эпитаксиальных структур кадмий-ртуть-теллур (КРТ), всё ещё охлаждаемые, но сильно менее шумящие. Развёртка всё равно механическая по обеим осям, никакой постобработки нет. Серийно выпускаемые приборы "Пособие-2" и "Агава-2" принадлежат именно к этому поколению.
Второе поколение - это уже субматрицы с суммированием не менее чем по двум элементам и одномерной развёрткой (стандарт де-факто - марица 4*288 элементов даёт возможность получить разрешение в 288 телевизионных строк, т.е. старого чёрно-белого телевизора (не забываем, в системе SECAM развёртка чересстрочная, и если эта самая чересстрочность сдохнет - как раз и поимеем 282,5 видимых строк)).
Третье поколение - полнокадровая матрица из КРТ, всё ещё охлаждаемая, но сканирование уже чисто электронное, размер чувствительного элемента - 20*20 микрон, характерный порог для различения объектов по температуре - 0,07 кельвина. Судя по описаниям, именно к этому поколению относится та камера, которую собираются поставлять французы. У нас это - матрички производства ФГУП "Альфа" и новосибирского института физпроблем (в "гражданской" серии - 128*128, в военной - "отвечаю согласно уставу, уклончиво-непочтительно: а х@й его знает, товарищ майор!"), того же "Ориона" с "Гиредметом" (384*288 элементов)
Четвёртое поколение уже неохлаждаемое, например кремниевые матрицы микроболометров, всяческая пироэлектрика (например, разработанные в ЦНИИ "Циклон" и внедряемые в серию на "Ангстреме" микроболометрические матрички 128*128 и их аналоги от фирмы "Хьюз" и "Тухес Инструмент"(последние - 64*64, "ну не шмогла я!" (ц)... )).
Пятое поколение - это всё, что выше (например, те же неохлаждаемые кремний-платиновые ИОФАНовские матрицы (тоже, кстати, переданные на "Ангстрем" (как у них, бедняг, от такого разнообразия осваиваемых техпроцессов крыша не съехала... ), поделки НПП "Пульсар" (о которых, впрочем, кроме бодрых реляций и пары активно демонстрируемых "из рук" опытных образцов неизвестно), причём всё это как правило интегрировано на одном кристалле с первыми фазами цифровой постобработки.