|
|
Оптико-электронные приборы и системыСОДЕРЖАНИЕ лист Введение 3 I. Место инженера на современном этапе развития оптико-электронных приборов и техники 5 II. Специальность "оптико-электронные приборы и системы" 6 2.1. Современное состояние специальности 6 2.2. Перспективы развития оптико-электрон- ной техники 30 2.3. Требования к инженеру в области оптико- электронных приборов и систем 38 2.4. Вывод 43 Список литературы 45 ВВЕДЕНИЕ Оптические, оптико-электронные и лазерные приборы играют важную роль в жизни современного общества, они широко используются в научных исследованиях, в системах волоконной оптической связи, в системах обработки и хранения массивов информации, в системах оптической локации и мониторинга окружающей среды, в видео и аудиотехнике (лазерные проигрыватели, лазерные диски, лазерные принтеры). С помощью оптических приборов изучают физические свойства космического пространства и познают микромир, наблюдают живые биологические объекты и измеряют с наивысшей точностью геометрическую форму и перемещение объектов. Оптические наземные и космические телескопы, спектральные, измерительные, фотографические, медицинские и многие другие приборы имеют уже сегодня предельно высокие характеристики. Подготовка инженеров на факультетах российских ВУЗов по специальности "Оптико-электронные приборы и системы", основана на сочетании передовых методов фундаментального университетского и инженерно-технического образования. Научной базой для проектирования оптико-электронных приборов служат фундаментальные оптические законы и явления. Процесс проектирования и изготовления в настоящее время не мыслим без применения последних достижений прикладной математики и возможностей предоставляемых компьютерными технологиями. Все это дает качественно новый скачок в решении стоящих перед исследователями задач. В процессе обучения студенты изучают дисциплины: теория оптических и оптико-электронных систем, физическая оптика, системы автоматизированного проектирования, автоматизация оптических расчетов, проектирование различного рода оптических, лазерных и оптико-электронных приборов. В процессе обучения, обычно, начиная с первого курса, студенты участвуют в работе производственных подразделений, а с четвертого курса - в работе проектных, конструкторских и технологических отделов, научно-исследовательских лабораторий, получая практические навыки и реализуя в конкретных делах фирмы полученные знания и свои идеи. Выпускники подобных факультетов владеют спецификой базового предприятия, знакомы с современной технологией и уровнем конструкторских разработок в области оптического и оптико-электронного приборостроения. Помимо глубоких теоретических знаний в области фундаментальных наук, они владеют всем арсеналом новейших компьютерных технологий по проектированию и моделированию сложных оптических и оптико-электронных приборов, имеют профессиональные знания в области компьютеризированного экспериментального сопровождения решаемых задач и создания современных испытательных стендов. Уникальное сочетание инженерного, математического, оптического и компьютерного образования с практическими навыками и знаниями современного производства позволяют выпускникам решать сложнейшие задачи в самых разных областях науки, техники, производства. ****** В рамках данной специальности сегодня в российских ВУЗах осуществляется подготовка инженеров в области лазерной и оптико-электронной техники. Лазерные оптико-электронные приборы играют важную роль в жизни современного общества. Они используются в системах волоконной оптической связи, обработки и хранения информации, оптической локации и мониторинга окружающей среды, ориентации и навигации космических летательных аппаратов; управления и контроля различными технологическими процессами; в видео- и аудиотехнике (лазерные проигрыватели, лазерные диски, лазерные принтеры) в лазерных и оптико-электронных медицинских приборах и т.д. XXI век - это век оптико-электронники. Специлизированные ВУЗы готовят высококвалифицированных инженеров, обладающих знаниями и умениями, необходимыми для исследования, проектирования, организации производства, эксплуатации и наладки сложной лазерной и оптико-электронной аппаратуры, а также в области менеджмента и маркетинга современной оптико-электронники. Инженеры-выпускники профессионально подготовлены для работы в НИИ, НПО, малых предприятиях, коммерческих структурах, занимающихся разработкой, исследованием, эксплуатацией, новейшей лазерной и оптико-электронной аппаратуры. В процессе учебы студенты активно участвуют в научно-исследовательских работах, проводимых на соответствующих их специальности кафедрах ВУЗов. Выпускники, проявившие склонность к научной работе, могут продолжать свое обучение по индивидуальной программе или поступать в аспирантуру. I. МЕСТО ИНЖЕНЕРА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ И ТЕХНИКИ 1. Общая характеристика специальности 190700 - "Оптико-электронные приборы и системы". 1.1. Специальность утверждена приказом Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию от 05.03.94 г N 180. 1.2. Квалификация выпускников - инженер, нормативная длительность освоения программы при очной форме обучения - 5,5 лет. 1.3. Характеристика сферы профессиональной деятельности выпускника. 1.3.1. Место специальности в области техники. Оптико-электронные приборы и системы - область техники, которая включает совокупность средств и методов человеческой деятельности, связанных с разработкой, изготовлением, исследованием и эксплуатацией оптических приборов, устройств и систем. 1.3.2. Объекты профессиональной деятельности. Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности 190700 - "Оптико-электронные приборы и системы" являются оптические приборы и системы, их теоретическое, математическое, информационное и программное обеспечение, способы и методы их использования, проектирования, контроля, исследования и технология их производства. 1.3.3. Виды профессиональной деятельности. Инженер по специальности 190700 - "Оптико-электронные приборы и системы" в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой может выполнять следующие виды профессиональной деятельности: проектно-конструкторская; научно-исследовательская; организационно-технологическая; производственно-управленческая; эксплуатационно-наладочная. II. СПЕЦИАЛЬНОСТЬ "ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ" 2.1. Современное состояние специальности Совершенно ясно представляется, что совершенно невозможно осветить всю широту направлений деятельности и современного состояния в области оптико-электронных устройств. Таких приборов и систем так много, что, посвятив каждому из них лишь краткое описание, мы получим несколько десятков толстых томов научно-технических документов. Современное состояние специальности "оптико-электронные приборы и системы" очень хорошо можно представить, проанализировав материалы XV Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике, электронным и ионно-плазменным технологиям, прошедшей в Москве осенью 1998 года, в которых отражена лишь небольшая часть приборов и устройств оптико-электроники. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Новые поколения фотоприемных устройств ИК диапазона. Пономаренко В.П., Филачев А.М. ГНЦ РФ "НПО "Орион", Москва. Проведен анализ современного состояния микрофотоэлектроники, cформулированы основные направления ее развития. Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований по созданию многоэлементных фотоприемников и фотоприемных устройств на основе объемных монокристаллов и эпитаксиальных структур из различных полупроводниковых материалов для диапазонов спектра от ближнего до дальнего инфракрасного. Описаны свойства новых фотоприемников (линейчатых и матричных) из халькогенидов свинца, антимонита индия, твердых растворов теллурида кадмия - ртути, микроболометров, приборов с внутренним накоплением фотосигналов. Рассмотрены физико-технологические проблемы создания конструкции, систем охлаждения, электроники предварительной обработки сигналов для новых поколений фотоприемных устройств ИК диапазона. Состояние и перспективы развития приборов ночного видения. Кощавцев Н.Ф. , Федотова С.Ф. СКБ ТНВ, Москва. 1. К настоящему времени завершены опытно-конструкторские работы по созданию электронно-оптических преобразователей бипланарной конструкции с многощелочным фотокатодом поколения 2, 2+ и 2++ (Super Gen), а также третьего поколения с фотокатодом АВ. В частности, завершены разработки и освоены в мелкосерийном производстве АО "Катод" ЭОП ЭПМ 42Г ("Калитка"), ЭПМ-53Г ("Рассвет"), ЭПМ-62Г ("Каликон-2 РА"), АО "Геофизика-МВ" ЭПМ 50Г - А ("Копье"), ЭПМ - 50Г ("Баул"), ЭОП ЭПМ 42Г осваивается на заводе "Экран". 2. За рубежом в США освоены в серийном производстве ЭОПы бипланарной конструкции третьего поколения с поворотом и без поворота изображения, фирмы Европы и Израиля освоили и серийно выпускают ЭОПы бипланарной конструкции поколения 2+ и 2++ (Super Gen). 3. Отечественные электронно-оптические преобразователи в основном соответствуют зарубежным, несколько уступая им по разрешающей способности (34 штр/мм у нас и 36 штр/мм за рубежом) и существенно по наработке (3000 час у нас и более 10000 час за рубежом). 4. На основе бипланарных ЭОП разработан комплекс приборов ночного видения нового поколения: псевдобинокулярные очки ночного видения 1 ПН 74 ("Наглазник"), разработчик - СКБ техники ночного видения (Москва); псевдобинокулярный ночной бинокль 1 ПН 50М ("Лидер"), разработчик - ОКБ "СКАН" (г. Казань); ночной прицел для стрелкового оружия 1 ПН 93, разработчик - ЦКБ "Точприбор" (г. Новосибирск); авиационные очки ночного видения ОВН-1 ("Скосок") разработчик- СКБ техники ночного видения; прицел для противотанковой пушки 1 ПН 92 и прибор разведки 1 ПН 92-2, разработчик - ЦКБ "Точприбор" (г. Новосибирск); прицел для крупнокалиберного пулемета и гранатомета 1 ПН 91, разработчик- ЦКБ "Точприбор" (г. Новосибирск ); прицел для перспективного танка "Буран-М" и прицел прибора командира "Агат-М", разработчик - ЦКБ АО "Красногорский завод" (г. Красногорск, МО) 5. Помимо перечисленных приборов на новом поколении ЭОП разработано большое количество разнообразных приборов с достаточно оригинальными характеристиками. В частности, низкопрофильные ОНВ, широкопольные ОНВ (поле зрения до 60о), низкоуровневый телевизионный прибор разведки с активно-импульсным каналом, дальнометрированием и передачей изображения на расстояние, прибор разведки с теплопеленгационным каналом, прицельный комплекс с общей массой в два раза меньшей, чем находящийся на вооружении, прицел с переменным увеличением и другие типы приборов. Разработку приборов начали вести не только предприятия, занимающиеся этим вопросом традиционно, но и огромное число предприятий, возникающих в последнее время. 6. За рубежом в США разработан комплекс приборов на основе ЭОП 3-го поколения, страны НАТО в основном ведут разработки приборов на основе ЭОП поколения "Super Gen". По основным параметрам зарубежные приборы соответствуют отечественным. Преимущество приборов на ЭОП 3-го поколения реализуется лишь при освещенности, существенно ниже нормированной (Е <1.10-3 лк). При этих освещенностях приборы на ЭОП 3-го поколения превосходят по дальности действия приборы на ЭОП поколения 2++. На открытых местностях освещенность ниже 1.10-3 лк обычно составляет 10-15% от всего темного времени суток. Стоимость приборов на ЭОП 3-го поколения по сравнению с аналогами на ЭОП поколения 2++ в ~ 1,5-2 раза выше. 7. Перспективы развития приборов ночного видения связаны с созданием чувствительных элементов четвертого поколения. ЭОП четвертого поколения должен иметь спектральную чувствительность до 1,5 мкм, разрешающую способность 64 штр/мм, чувствительность на длине волны ? = 1,0 мкм >100 мА/Вт, отношение сигнал-шум более 63 единиц. Освещенность на фотокатоде, соответствующая уровню шумов - (3-5) 10-10 Вт/см2. Твердотельные преобразователи изображения ТПИ должны по параметрам соответствовать ЭОП. Работы по созданию новых элементов ведутся в нашей стране. В настоящее время разработаны бипланарные ЭОП с фотокатодом, чувствительным до 1,1 мкм, разработаны микроканальные и волоконно-оптические системы, обеспечивающие получение разрешающей способности до 54 штр/мм. Созданы образцы ТПИ с чувствительностью до 1,7 мкм, пороговым разрешением на уровне 20 штр/мм с пороговой освещенностью до 10-7 Вт/см2 . 8. За рубежом в США интенсивно ведутся работы по созданию ЭОП четвертого поколения. В 1997 году получены бипланарные ЭОП поколения 3+ (разрешающая способность до 64 штр/мм, чувствительность фотокатода до 1,1 мкм, пороговая освещенность 2,5 10-10 Вт/см2, чувствительность на длине волны 830 нм до 100 мА/Вт, диаметр фотокатода 17,5 мм). 9. На основе новых типов чувствительных элементов представляется возможность создания поколения приборов ночного видения, обеспечивающих повышение основных технических параметров в 1,5 - 2 раза по дальности действия и по полям зрения, и обеспечить работу в течение всего темного времени суток практически в любых естественных условиях. Такие приборы освещают более высокую помехозащищенность, так как большинство световых помех имеет спектр излучения в видимой и ближней ИК области спектра. Приборы на ТПИ в принципе обладают практически идеальной помехозащищенностью из-за резко нелинейной характеристики "свет-свет". 10. Особое место среди приборов, обеспечивающих видимость в темное время суток, занимают комбинированные и комплексные приборы, включающие несколько каналов. В частности, сопрягаются низкоуровневый телевизионный, тепловизионный и активно-импульсный каналы. Информация с таких каналов обрабатывается совместно, обеспечивая высококачественное изображение за счет восстановления изображения по сигналам с различных каналов. Наиболее полное решение проблемы видения реализуется при включении в состав комплексного прибора радиолокационного канала. При этом полностью решаются проблемы всепогодности, круглосуточности, видимости через дымы и в условиях пыли, помехозащищенности. За рубежом комбинированные приборы появляются в виде разработок для оснащения разведывательных подразделений. Фотодиоды и фотодиодные матрицы на основе CdxHg1-xТe Бовина Л.А.,Стафеев В.И. ГНЦ РФ ГУП " НПО " Орион". Москва. Твердый раствор CdxHg1-x>Тe (КРТ) является основным полупроводниковым материалом современной ИК-техники. Изменением соотношения кадмия и ртути - x можно обеспечить получение оптимальной спектральной характеристики для требуемой области спектра. На основе этого материала возможно создание как фоторезисторов и спрайт-фотоприемников, так и фотодиодов вплоть до сверхбыстродействующих. Особенно возрос интерес к КРТ после создания на его основе матричных фотоприемников. В НПО "Орион" (НИИПФ) работы по созданию фотодиодов начаты в начале 70-х годов, а матричных фотоприемников в середине 80-х. В докладе излагаются результаты разработки и исследований основных характеристик одноэлементных фотодиодов, в том числе в гетеродинном режиме с быстродействием до 1 ГГц, квадрантных, малоэлементных линейчатых на спектральные диапазоны 3-5 мкм, в том числе с термоэлектрическим охлаждением, и на 8-12 мкм. Описаны спектральные, вольтамперные характеристики, их зависимости от уровня фоновой засветки и от температуры, частотные зависимости. Изложены особенности топологии и технологии матричных фотоприемников форматов 32х32, 128х128, 384х288, 4х16, 2х32, 4х48,2х96, 4х128, 2х256 на спектральные диапазоны 3-5 мкм и 8-12 мкм, изготовленных как на объемных монокристаллах, так и эпитаксиальных слоях, выращенных различными технологическими методами: жидкостная, молекулярно-лучевая и изотермическая эпитаксия (ИКД). Проанализированы проблемы временной и температурной стабильности и возможные пути совершенствования параметров МФП. Получение и свойства гетероструктур CdxHg1-xTe/Cd1-yZnyTe. Лакеенков В.М., Денисов И.А., Смирнова Н.А., Белов А.Г., Белогорохов А.И.., Пашкова Н.В. ГНЦ РФ "Гиредмет", Москва. В работе исследовались эпитаксиальные слои p- Cd Состав эпитаксиальных слоёв определялся по разработанной нами методике, основанной на измерении спектров пропускания гетероструктур в ближней инфракрасной области при Т = 295 К. Электрофизические измерения проводились по методу Ван-дер-Пау при Т = 295К и 77К в диапазоне магнитных полей 0,1-1,4 Тл. Совершенство полученных слоёв контролировалось металлографическими и рентгеновскими методами. Путём послойного стравливания тонких слоёв материала изучено распределение состава и электрофизических параметров по толщине эпитаксиального слоя. Исследовано также распределение электрофизических параметров по площади гетероструктуры. Полученные эпитаксиальные слои имели электропроводность p-типа с концентрацией дырок при Т=77К (7,0? 1015 - 3,0? 1016) см-3 и подвижностью (450 -650) см2. В ? с; разброс по составу, X, по площади гетероструктуры составлял 0,002 - 0,005. Включения второй фазы и малоугловые границы отсутствовали, плотность дислокаций не превышала 5,0? 104 см-2. Полуширина кривых качания не превышала 40-50 угловых секунд. Проведены теоретические оценки вклада подложки в электрофизические параметры всей гетероструктуры. Показано, что при анализе данных гальваномагнитных измерений влияние подложки можно не учитывать из-за наличия вблизи гетерограницы потенциального барьера, "развязывающего" слой и подложку по току. Проанализирована зависимость коэффициента Холла от индукции магнитного поля, R(B),при Т=77К при наличии трёх типов свободных носителей заряда: электронов, лёгких и тяжёлых дырок. Показано, что с помощью компьютерной подгонки, варьируя значения концентраций и подвижностей свободных носителей заряда, можно добиться удовлетворительного согласия результатов расчёта с экспериментальными данными. Оценены погрешности определения значений концентрации и подвижности свободных носителей заряда, возникающие при использовании упрощённых соотношений. Установлено, что пренебрежение вкладом в R(B) от электронов и лёгких дырок приводит к погрешностям в определении концентрации и подвижности тяжёлых дырок, не превышающим 20%. Современное состояние микроэлектронной элементной базы для фотоприёмных устройств. Тимофеев А.А., Климанов Е.А., Хомутова М.П. ГНЦ РФ ГУП " НПО " Орион". Москва. 1. Эволюция первоначального понятия "фотоприемное устройство" /ФПУ/ ( фотоприемник - предварительный усилитель /ФП-ПУ/) до современного понятия "устройство фотоэлектронное" /УФЭ/, в том числе охлаждаемое, содержащее фотоприемник, предварительный усилитель, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь /ФП-ПУ-КН-АЦП/ и схемы управления их работой. 2. Элементная база ФПУ постоянно развивалась от малошумящих транзисторов до специализированных интегральных схем операционных усилителей (ОУ), матричных глубокоохлаждаемых мультиплексоров, функционально законченных аналого-цифровых преобразователей и др. сложных микросхем прецизионного электропитания фотоприёмника и схем управления ФПУ. 3. В СССР малошумящие кремниевые микросхемы предварительных усилителей и коммутаторов разрабатывались по ТЗ нашего предприятия в Новосибирске, Таллине, Риге и Киеве. 4. После распада СССР основные предприятия-изготовители указанных микросхем оказались в ближнем зарубежье. 5. В результате распада СССР и актуальности проблемы разработка малошумящих микросхем ПУ и ОУ, а также глубокоохлаждаемых матричных мультиплексоров проводится в России в ГУП "НПО "Орион". 6. Основные характеристики базовой микросхемы малошумящего предварительного усилителя - двухканального дифференциального усилителя "Элан". 7. Основные характеристики матричных мультиплексоров, сопряжённых со "смотрящими" фотодиодными матрицами и линейных мультиплексоров для ФПУ на основе многорядных фотодиодных линеек, изготовленных из материала кадмий-ртуть-теллур, в том числе предназначенных для работы в режиме временной задержки и накопления. 8. Состояние элементной базы микроэлектроники для УФЭ и последующих блоков управления и обработки сигнала в электронных трактах ФПУ и тепловизионных приборов. 9. Основные типы и характеристики гибридных многоканальных микросборок для усиления, коммутации и обработки сигналов в современных ФПУ. Методы и программно - аппаратные комплексы для контроля многоэлементных ФПУ и построения тепловизионных приемников на их основе. Гибин И.С., Логинов А.В., Малеев Н.М. Сибирский НИИ оптических систем, Новосибирск Методы и программно-аппаратные средства контроля многоэлементных ФПУ значительно отличаются от контроля одноэлементных приемников излучения. Одним из обязательных требований является автоматизация исследований ФПУ и разработка алгоритмов измерения параметров по тестовым изображениям, полученным с помощью специального стендового оборудования. В общем виде комплекс для исследования характеристик ФПУ, а также для исследования характеристик тепловизионных приемников должен включать в свой состав устройство формирования тестовых полей, устройство управления ФПУ, устройство восприятия и передачи полученных изображений в ЭВМ, а также пакет программного обеспечения для расчета требуемых характеристик по совокупности полученных изображений. При этом методы расчета характеристик должны минимизировать ошибки, связанные с наличием дрейфа параметров ФПУ и шумов 1/f. Проблема получения качественного тепловизионного изображения с помощью многоэлементных приемников тесно связана с предыдущей, так как эффективная коррекция геометрического шума невозможна без точного знания характеристик приемников и их зависимости от внешних условий и конструктивных особенностей аппаратуры. Исследование таких зависимостей также требует специализированного стендового оборудования. Особое место при этом занимают методы вычисления коэффициентов коррекции с помощью безопорных методов, то есть методов, при которых в процессе работы прибора не требуется подавать дополнительно каких либо тестовых изображений, например в виде холодного или горячего поля. Настоящий доклад обобщает опыт СНИИОС в разработке стендового оборудования и методов обработки тепловизионных изображений для решения сформулированных выше задач. Разработка в ЦКБ "Арсенал" систем охлаждения для приемников излучения. Молодык А.В., Носов Н.И., Смоляр Г.А. ЦКБ " Арсенал ", Украина, г. Киев Представлены результаты работ по созданию микрокриогенных систем криостатирования (МКС) и систем среднетемпературного уровня охлаждения (СТС) для приемников ИК излучения оптико-электронных изделий ЦКБ "Арсенал". В сообщении даны рекомендации по проектированию многорядных теплообменников (МТ) в зависимости от требований к величине холодопроизводительности, динамическим характеристикам, габаритным ограничениям. Приведены результаты экспериментальных исследований макетных образцов МТ и проведено сравнение с ожидаемыми расчетными параметрами. Показана возможность сокращения длины микрохолодильника за счет размещения штуцера-коллектора ввода газа высокого давления вне корпуса МХ. В части создания СТС представлены материалы расчетных и экспериментальных исследований по увеличению эффективности теплообмена корпуса термоэлектрического охладителя ПИ с удаленным генератором холода промежуточного температурного уровня. Развитие работ по фотоприёмникам на основе халькогенидов свинца в ГНЦ "НПО "Орион". Глобус Е. Р., Буткевич В. Г., Казанцев Г. А. ГНЦ РФ ГУП " НПО " Орион", Москва. Рассматриваются результаты разработки фотоприемников (ФП) на основе тонких пленок халькогенидов свинца, проводившихся в ГУП "НПО "Орион" в 90-ые годы. Отмечается сдвиг в сторону разработок ФП гражданского применения, отличающихся невысокой стоимостью. На базе стандартных конструкций разработаны неохлаждаемые фоторезисторы ФР-202 и ФР-203 на основе PbS, которые во все больших масштабах используются в различных системах промышленной автоматики, прежде всего в датчиках пламени - приборах, контролирующих работу горелок в котлах тепловых электростанций. Для более сложных устройств аналогичного назначения разработан ФП ФР-202 с чувствительным элементом из селенида свинца. С целью расширения возможностей использования ФП ведется разработка одноканального ФПУ, сочетающего ФР и предусилитель в едином стандартном корпусе. Применение находят и бескорпусные фотоприемники с относительно большим размером чувствительной площадки (6х6,10х10)мм2, которые устанавливают в приборах контроля качества пищевых продуктов. В части разработки многодиапазонных ФП наибольшие усилия были приложены для создания двухцветного ФПУ на основе Si + PbS для системы военного назначения. Ведется работа и по многоэлементным структурам. В частности разработаны малоразмерные фоточувствительные блоки из PbS и PbSe с N = 64, 128, 256. В докладе приводятся параметры, получаемые при измерении таких блоков. Блоки могут устанавливаться в различные конструкции неохлаждаемых и охлаждаемых ФП и ФПУ, как гражданского, так и военного применения. В таких устройствах они стыкуются с различными системами обработки и считывания информации различной степени сложности. В докладе сообщается о предварительных результатах и перспективах развития и применения фоточувствительных матричных структур на основе пленок сульфида и селенида свинца. Предельные параметры новых гибридных матриц на основе HgCdTe. Осипов В.В., Пономаренко В.П., Селяков А.Ю. ГНЦ РФ ГУП "НПО " ОРИОН", Москва. Рассмотрена физика работы и предельные параметры ИК матриц на спектральные диапазоны 3 - 5 и 8 - 14 мкм, архитектура которых по сравнению с существующими матрицами более проста. В ячейках рассматриваемых матриц не используются элементы кремниевой микроэлектроники, а HgCdTe p-n переходы играют роль, как фоточувствительных элементов, так и элементов коммутации, что обуславливает более высокие требования к параметрам таких p-n переходов. Накопительные емкости занимают всю площадь под каждым p-n переходом и изготавливаются на отдельной подложке, на основе диэлектриков с достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. В отличие от ПЗС и ПЗИ в рассматриваемой матрице не используется перенос заряда между пространственно разнесенными электродами. Анализируются зависимости фоточувствительности, обнаружительной способности, условий реализации BLIP режима и максимальной квантовой эффективности от конструктивных параметров рассматриваемой матрицы. Предлагается метод подавления шумов предусилителя типа 1/?, который, позволяет реализовать в такой матрице предельно высокие пороговые характеристики при большом времени накопления фотосигнала. Показано, что матрица на спектральный диапазон 3 - 5 мкм при температуре фона 300 K и использовании накопительных емкостей на основе TiO2 может работать в BLIP режиме при формате 1024 x 1024 и время накопления фотосигнала в ней будет равно постоянной времени человеческого глаза. В матрице на спектральный диапазон 8 - 10 мкм BLIP режим реализуется при формате 256 x 256, а время накопления фотосигнала в ней может достигать величины порядка 300 мкс. В случае использования интегрированных сегнетоэлектриков толщиной ~ 0.1 мкм и диэлектрической проницаемостью ? ? 3500 время накопления в матрице на спектральный диапазон 8 - 10 мкм может достигать 20 мс. Пороговые характеристики фотоприемных устройств на основе фоторезисторов из CdхHg1-хTe при приеме коротких импульсов СО2-лазера. Горелик Л.И., Кравченко Н.В., Куликов К.М., Трошкин Ю.С. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва. В настоящее время для приема импульсов СО2-лазера применяются фотодиоды на основе твердого раствора CdхHg1-хTe. При разработке комплексированных приборов представляет интерес использовать один и тот же базовый фоточувствительный элемент для приема достаточно коротких импульсов. Рассмотрена возможность применения относительно низкочастотного фоторезистора для регистрации импульсов излучения СО2-лазера с длительностью до 20 нс. Основой для предложения о возможности применения таких фотоприемников являются следующие данные: высокая вольтовая чувствительность фоторезисторов, низкое темновое сопротивление и возможность реализации собственных шумов. Показано, что с использованием достаточно простых схемотехнических средств гибридной микроэлектроники может быть изготовлено содержащее в своем составе квазиоптимальный фильтр фотоприемное устройство, способное регистрировать импульсы излучения СО2-лазера длительностью 20 нс с пороговой мощностью 10-8 Вт. Определены основные требования к коэффициенту передачи и шумовым пареметрам фотоприемного устройства, обеспечивающего оптимальное выделение сигнала. Неохлаждаемые детекторы излучения для средней ИК - области спектра на основе CdxHg1-xTe. Гусейнов Э.К., Казиев Ф.Н. Институт фотоэлектроники Академии наук Азербайджанской Республики, Баку В работе приводятся результаты разработки неохлаждаемых фотопроводящих и фотоэлектромагнитных детекторов ИК-излучения на основе твердых растворов теллуридов кадмия и ртути. Фотопроводящие детекторы выполнены на основе материала CdхHg1-хTe состава Х? 0,24-0,25 р-типа проводимости с концентрацией дырок р ? (3-5)·1016 см-3 при 77К. Чувствительный элемент фоторезистора представляет собой блок, из расположенных в ряд параллельно друг другу с малым зазором, площадок в форме удлиненного прямоугольника. Соединенные последовательно они образуют единую (квадратную) чувствительную площадку. Такое исполнение позволяет повысить вольтовую чувствительность фоторезистора, уменьшить рабочий ток и понизить требования к шумовым характеристикам предусилителя. Основные параметры фоторезистора следующие. Размеры фотоприемной площадки Аd=2х2 мм2, число элементов, образующих чувствительную площадку - 4, межэлементный зазор - 40 ?м. Сопротивление фоторезистора при рабочей температуре 295 K составляет ~ 800 Ом. Длина волны ?max ? 5 µm. Вольтовая чувствительность в максимуме спектральной характеристики Sл ? 15-20 В/Вт, удельная обнаружительная способность D? ? (0,7-1,0)·109 см Гц1/2Вт-1, постоянная времени ? = (3-5)·10-8 с. Показано, что исполнение такого типа фоторезистора в варианте с двухсторонней металлизацией подконтактных областей позволяет повысить его чувствительность (~ в 1,3 раза) за счет выравнивания градиента приложенного электрического поля по толщине чувствительного элемента. Фотоэлектромагнитные (ФМЭ) детекторы выполнялись на основе материала р-типа проводимости с концентрацией дырок ~ (0,8-1,0)·1017 см-3 состава Х~ 0,2. Как и в случае фоторезистора, ФМЭ детектор представляет собой блок из расположенных в ряд с малым зазором одинаковых чувствительных площадок. Блок чувствительных элементов монтируется на контактном растре специальной конфигурации, обеспечивающей последовательную коммутацию элементов таким образом, чтобы ФМЭ-сигналы от всех площадок суммировались. Такая модификация ФМЭ детектора позволяет повысить его выходное напряжение в n раз (n - число элементов, образующих чувствительную площадку). Блок ФЧЭ размещается в узком (~2 мм) зазоре между полюсами постоянного магнита, обеспечивающего магнитное поле порядка 0,6-0,7 Тл. Основные параметры ФМЭ детектора следующие. Число элементов и линейные размеры блока ФЧЭ - такие же, как и в случае фоторезистора. Длина волны максимума спектральной чувствительности при комнатной температуре ?max~6,6 мм. Сопротивление детектора составляет ? 320 Ом, монохроматическая вольтова чувствительность в максимуме спектральной характеристики S? ~ 0,8-1,0 В/Вт, удельная обнаружительная способность (на частоте 1200 Гц) равна D? = (0,7-0,9)·108 см Гц1/2 Вт-1, постоянная времени ? = (5-7)·10-9 с. Исследования стабильности характеристик фотодиодов КРТ. 1Бовина Л.А., 1Стафеев В.И., 1 Болтарь К.О.,2В.М.Лакеенков, 3Лощинина М.А. 1ГНЦ РФ ГУП " НПО "Орион", Москва. 2 ГНЦ РФ ГИРЕДМЕТ, Москва. 3НПО "Геофизика", Москва Фотодиоды из твердого раствора теллуридов кадмия-ртути являются основным чувствительным элементом современной инфракрасной техники, особенно тепловидения. В настоящем докладе приводятся результаты исследования их временной и температурной стабильности. Исследования проводились на фотодиодах, изготовленных методом ионного легирования по технологии, разработанной в НИИПФ. Исходный материал - объемные монокристаллы, выращенные в Гиредмете. Исследования проводились на измерительных установках НИИПФ и НПО "Геофизика". Испытания на температурную стабильность проводились при температурах +60? С и +70? С в режиме длительного хранения. Исследования временной стабильности были начаты в 1990г. и проводятся до настоящего времени. Исследования показали, что выдержка при повышенных температурах несколько улучшает их параметры. Хранение в нормальных условиях в течение 8 лет в разработанной в НИИПФ конструкции не ухудшает их обнаружительной способности. 1 2 3 4 5 6 7 8 Ср. зн. Исходное значение D*?max, .1010 Вт-1 Гц-1/2 5,8 5,8 4,9 4,1 5,3 5,3 6,2 6,7 Максимальное изменение D*?max в процессе испытаний, % -5 +14 -2 +14 -3 +18 -2 +29 -2 +32 -12 +34 -23 +16 -7 +16 -4 +22 В таблице приведены данные исследований временной стабильности для 8 фотодиодов, поставленных на испытания в октябре 1990 г. В первой строке приведены исходные значения обнаружительной способности, во второй - максимальное ее уменьшение и в третьей - максимальное увеличение при всех испытаниях вплоть до августа 1998г. Разработка неохлаждаемых микроболометрических фоточувствительных структур на спектральном диапазоне 8-14 мкм. Андрюшин С.Я., Либерова Г.В., А.В.Кулыманов, Кравченко Н.В., Тришенков М.А., Эскин Ю.М. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион",Москва. В последние годы большой интерес разработчиков и пользователей тепловизионной аппаратуры вызывает создание неохлаждаемых микроболометрических приемников ИК излучения. К их преимуществам относятся, помимо отсутствия необходимости охлаждения, также отсутствие необходимости модуляции потока входного излучения, лучшие весогабаритные и мощностные характеристики аппаратуры и ее потенциальная относительная дешевизна, связанная с технологической совместимостью микроболометрических элементов и кремниевых ИС. В работе рассмотрены основные конструктивно-технологические электро и теплофизические требования к микроболометрической структуре, приводятся сведения об уровне основных параметров полученных образцов. Сравнительные исследования болометрических свойств тонкопленочных структур на основе диоксида ванадия и аморфного гидрированного кремния. Зеров В.Ю.,Куликов Ю.В., Маляров В.Г., 1Феоктистов Н.А., Хребтов И.А., Шаганов И.И. ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова ", Санкт-Петербург. 1ФТИ им А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург. Выбор материала чувствительного элемента микроболометрической матрицы в значительной степени определяет ее предельные параметры. В данной работе представлены результаты исследований болометрических свойств структур на основе пленок диоксида ванадия (VO2) и аморфного кремния, которые наиболее часто используются в зарубежных разработках. Измеряли такие основные характеристики, как температурный коэффициент сопротивления (ТКС), спектральная зависимость напряжения шума и коэффициента поглощения. Пленки аморфного гидрированного кремния (a-Si:H) получали методом плазмохимического газофазного осаждения. Из-за высокого удельного сопротивления их использовали в микроболометрических структурах сэндвичного типа - металл-(a-Si:H)-металл. Электродами служили пленки хрома. Структуры имели площадь 100х100 мкм2. Максимальный ТКС при оптимальном сопротивлении структур 10-20 кОм составил 2,1% К. Избыточный 1/f на частоте 30 Гц при токе 1,1мкА у лучших образцов имел величину (2-8)х10-8 В/Гц1/2. Реализованный в сэндвич-структурах оптический резонатор позволил достигнуть 80% поглощения на длине волны 8мкм и не менее 60% в интервале 6-12мкм. Пленки VO2 получали реактивным магнетронным ионно-плазменым распылением металлического ванадия. Ввиду меньшего удельного сопротивления, эти пленки целесообразно было исследовать в структурах плоскостного типа. В качестве электродов использовали пленки V и Ti. Рабочая площадь VO2 была 100х300мкм. Образцы имели ТКС 2-3%К. В результате улучшения контактов, избыточный 1/f шум при токе 1,1 мкА проявлялся на частоте 30 Гц. Расчетно и экспериментально показано, что коэффициент поглощения этих структур может быть доведен в интервале 8-12мкм до ~ 60%. Таким образом, исследования показали, что характеристики микроболометрических структур удовлетворяют требованиям неохлаждаемых матриц. Следует отметить, что сэндвич-структуры на основе a-Si:H, обладая лучшим поглощением, имеют большую теплоемкость и в них проявляются эффект поля, ограничивающий чувствительность, что необходимо учитывать в конкретных разработках. В части исследования шумов работа поддержана РФФИ по проекту № 960218563. Матричные ИК ПЗС с барьерами Шоттки из силицида платины и тепловизионные системы на их основе. Агранов Г.А., Нестеров В.К., Тимофеев В.О., Штам А.И., 1Иванов В.Д., 1Тихомиров С.В. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. 1НТЦ " Юпитер - Z", Санкт-Петербург. В докладе приводятся результаты исследований и разработок в области создания матричных ПЗС, с чувствительных в среднем ИК - диапазоне спектра, и тепловизионных систем на их основе. ИК ПЗС представляет собой монолитный кремниевый прибор, чувствительными элементами которого являются диоды Шоттки из силицида платины. Приводятся конструкция двух типов ИК ПЗС: прибор ISD200М с числом элементов 256х290, четырехфазной организацией, временем накопления 38 мс и чересстрочным режимом разложения; прибор ISD201М с числом элементов 256х288, трехфазной организацией, временем накопления 19 мс и прогрессивной разверткой. Разработанные приборы характеризуются высокой чувствительностью и хорошим пространственным разрешением, низким уровнем шумов считывания и малой неоднородностью видеосигнала. Ниже приведены основные параметры и характеристики рассматриваемых приборов: ISD200M ISD201M Число элементов (ГхВ) 256х290 256х288 Размер элемента (ГхВ), мкм 50х30 50х30 Размер фоточувст. области (ГхВ), мм 12,8х9,57 12,8х9,57 Спектральный диапазон чувствительности (без встроенного фильтра), мкм 1-5,5 1-5,5 Частота кадров, Гц 25 50 Динамический диапазон, дБ 60 60 Рабочая температура, К 80 80 Приборы типа ISD200M в составе тепловизионной системы с объективом f/1,1, 90 мм, обеспечивают температурную чувствительность NETD=0,07К. Считывающая электроника, выполненная на базе программно -управляемых модулей, обеспечивает гибкое управление ИК ПЗС и аналого-цифровую обработку видеосигнала с использованием 12 разрядного АЦП. Тепловые изображения, получаемые с ИК ПЗС, отображаются в реальном времени на экране стандартного телевизионного монитора и дополнительно обрабатываются специализированными процессорами обработки изображений на базе персональных компьютеров. Тепловизионная система на базе IBM PC обеспечивает обработку тепловизионных изображений со скоростью до 5 кадров в секунду. Тепловизионная система на базе компьютера Power Mackintosh обеспечивает обработку тепловизионных изображений в реальном масштабе времени со скорость 20 кадров в секунду. В работе приводятся экспериментальные результаты и примеры тепловизионных изображений, полученные при испытании тепловизионных систем в различных применениях. Гигантский всплеск фотоэлектрического усиления в пороговых собственных фоторезисторах при увеличении концентрации центров рекомбинации. Холоднов В.А. ГНЦ РФ ГУП "НПО " Орион ", Москва В линейном приближении по интенсивности света без предположения выполнения условия квазинейтральности выведено уравнение (4 порядка), описывающее распределение концентрации неравновесных носителей в образце при их рекомбинации через глубокую примесь с концентрацией N. На основе анализа этого уравнения обоснована возможность гигантского всплеска фотоусиления при увеличении N [1]. Эффект реализуется при любой интенсивности рекомбинации на токовых контактах. Причины эффекта: чрезвычайное возрастание (на порядки) времен жизни фотоносителей в некотором интервале значений N с ростом N [2,3] и обращение в нуль амбиполярной подвижности при том же значении N, при котором времена жизни достигают максимального экстремума [1]. Показано, что за счет фотовозбуждения пространственного заряда величина всплеска немонотонно зависит от напряжения. Найдено предельно возможное фотоусиление. Литература. [1]В.А.Холоднов // Письма в ЖЭТФ, 1998. Т.67, № 9,С. 655-660. [2] A.A. Drugova, V. A. Kholodnov // Solid-State Electronics, 1995,V.38, № 6, P.1247-1252. [3] В.А. Холоднов //ФТП, 1996, Т.30, № 6,С. 1011-1025. Исследование фотоэлектрических размеров элементов в матричных ИК-фотоприемниках. Болтарь К.О., Яковлева Н.И. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва В связи с увеличением числа элементов матричных фотоприемников (МФП) на основе CdHgTe в ИК диапазоне спектра до 128х128, 384х288 и выше, произошло существенное уменьшение геометрических размеров отдельно взятого фоточувствительного элемента (ФЧЭ) матрицы до величины ? 20х20 мкм2. Традиционный метод измерения эффективного размера фоточувствительной площадки и фотоэлектрической взаимосвязи при помощи оптического зонда дает слишком большую погрешность. В длинноволновой ИК области спектра 8-14 мкм, из-за дифракционной природы света размеры фотоприемника и оптического зонда оказываются сравнимыми даже при идеальном ИК объективе, формирующем пятно оптического зонда. При сканировании ФЧЭ изображением светящейся щели с шириной, сравнимой с размером ФЧЭ, фотосигнал представляет собой не распределение чувствительности по площадке элемента, а свертку функции освещенности оптического зонда и функции распределения чувствительности по площадке элемента. В работе разработан и экспериментально исследован метод восстановления функции распределения чувствительности по фотоприемнику S(x) по экспериментально измеренной зависимости сигнала от перемещения P(х) и известной функции распределения освещенности оптического зонда E(х). Суть метода состоит в том, что истинная функция распределения чувствительности по фотоприемнику S(x) есть обратное преобразование Фурье частного от деления преобразования Фурье экспериментальной зависимости на преобразование Фурье функции распределения освещенности оптического зонда E(х). Метод реализован на IBM РС и производится в едином цикле с измерением зависимости фотосигнала от перемещения оптического зонда вдоль площадки на автоматизированной установке под управлением ЭВМ. Принцип построения и конструкция модуля охлаждения фотоприёмника на основе многокаскадной термоэлектрической батареи. Аракелов Г.А., Магнушевский В.Р., Сивенкова В.Н., Троицкий И.М. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва В последние годы все большее применение находят унифицированные модули охлаждения фотоприемников (МОФ) на основе многокаскадных термоэлектрических батарей. Определяющие их особенности обуславливаются необходимостью обеспечения: - максимально возможных перепадов температур в условиях жестких массо-габаритных характеристик МОФ и ограничений по сбросу тепла; - оптимальной функциональной совместимости МОФ с установленным на его теплопоглощающей поверхности фоточувствительным элементом; - работоспособности МОФ в любом пространственном положении; - сохраняемости электрических и теплотехнических параметров в течение длительной наработки (>10000 часов) в пределах срока сохраняемости (>15,5 лет). В докладе раскрыта взаимосвязь вышеуказанных требований к МОФ и предложены соответствующие конструктивные и технологические пути их реализации. О детерминированно-стохастической модели ПНВ. Эдельштейн Ю.Г. ГУДП СКБ ТНВ, Москва В отличие от преобладающего подхода к приборам ночного видения (ПНВ) как к системе, в которой значение главного выходного параметра дальности видения однозначно связано с входными воздействиями и параметрами прибора, предлагается рассматривать ПНВ как детерминированно-стохастическую систему (ДСС), состоящую из детерминированного звена - оптикоэлектронного канала (ОЭК) и стохастического звена - зрительного анализатора (ЗА). ОЭК осуществляет изоморфное преобразование параметров объекта в параметры изображения, входные и выходные величины имеют одинаковую размерность и связаны фундаментальными физическими законами. ЗА осуществляет свертку параметров изображения в обобщенный показатель дальность видения. Стохастическая природа этого звена обусловлена тем, что закономерности преобразования информации в ЗА до конца не известны, дальность видения, оцениваемая экспертным методом в строгом метрологическом смысле не может быть измерена, т.к. не имеет эталона. Практическим следствием подхода к ПНВ как к ДСС является возможность обосновать отказ от трудоемких процедур измерения дальности в полевых условиях и ограничиться проверкой объективных параметров ОЭК, полностью определяющих функциональные возможности аппаратуры. Предлагаемый подход делает также правомерным использование сравнительно простых физических и математических моделей для оценки влияния параметров ПНВ и внешних условий на видимость. Малогабаритный высокочувствительный прибор ночного видения МН - 201. Антипова Л.Г., Крылов В.В., Новичкова Е.Ф., Петров И.Н., Плахов С.А., Степанов Р.М. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. Приводятся результаты разработки прибора ночного видения на основе ЭОПа второго поколения ЭПМ - 47Г. Металлический корпус оригинальной крылообразной формы обеспечивает механическую прочность и надежность конструкции. Прибор обладает характеристиками на уровне лучших мировых образцов. Основными отличительными особенностями являются автоматическая регулировка яркости изображения, возможность работы левой рукой, совместимость с фото и телекамерой, индикация степени разрядки источника питания. Лазерный ИК излучатель обеспечивает возможность работы в темноте. Основные технические характеристики. - Усилитель яркости - ЭОП типа ЭПМ-47Г. - Диаметр входного окна - 18 мм. - Разрешение -30 штрих/мм. - Усиление - 35000 крат. - Интегральная чувствительность - более 280 мкА/лм. - Объектив - фокус 56 мм, С-сборка. - Окуляр - ? 4 диоптрии. - Увеличение оптической системы - 1,7 крат. - Дальность ИК подсветки - 50 м. - Дальность распознавания людей - 400 м. - Напряжение питания (батарейки АА-2шт.) - 3 В. - Угол поля зрения - 20 град. - Время непрерывной работы - 8 час. - Габаритные размеры - (165х107х56) мм. - Масса - 690 г. Прибор может применяться при управлении транспортом и судовождении, поиске и спасении людей, для обнаружения неисправностей и утечек в силовых линиях электропередач, для контроля и управления транспортными потоками, при выполнении оперативных задач сотрудниками МВД, ФСБ, таможни. Малые габариты, небольшой вес, удобство обращения, высокий уровень параметров в сочетании с невысокой ценой позволяют прибору найти широкое применение. Переносной ночной активно-импульсный телевизионный прибор наблюдения с дистанционной передачей изображения. Волков В.Г., Кощавцев Н.Ф., Лелейкин В.И., Плешков А.А. ГУДП СКБ ТНВ, Москва Для решения широкого круга народно-хозяйственных проблем целесообразно использовать активно-импульсные приборы ночного видения (АИ ПНВ), которые могут работать при любой освещенности, как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы и в условиях воздействия интенсивных световых помех. При этом наибольший интерес представляет создание телевизионного АИ ПНВ с дистанционной передачей изображения. Это необходимо, в частности, для диспетчерского контроля железнодорожных путей и взлетно-посадочных полос. В СКБ ТНВ разработан такой переносной АИ ПНВ наблюдения. Он может работать как в пассивном, так и в АИ режиме с лазерным подсветом. Изображение с помощью малогабаритного радиопередатчика передается в любом направлении на дальность до 200 м. Дальность действия АИ ПНВ в пассивном режиме до 1600 м, в АИ режиме - не менее 2000 м, угол поля зрения соответственно - 5 град и 1 град х 0,75 град, точность измерения дальности не хуже ? 10 м, масса АИ ПНВ с треногой не более 20 кг, питание - от встроенных аккумуляторных батарей с напряжением 12 В. Описываются схема АИ ПНВ, результаты экспериментов, современные и перспективные возможности. Малогабаритные очки ночного видения. Добровольский Ю.А., Кощавцев Н.Ф., Соколов Д.С., Федотова С.Ф., Шустов Н.М. ГУДП СКБ ТНВ, Москва. В ночное время различные службы армии, силовых структур и спец. подразделений спасения терпящих бедствие выделяют большой круг вопросов, связанных с ориентацией на местности, поиском различных объектов, ремонтом боевой техники, поиском преступников, повреждением различных агрегатов и устройств. Использование для этих целей современных дорогостоящих очков нецелесообразно. Решение практически всех перечисленных задач возможно при использовании бинокулярных очков низкой стоимости или монокулярных очков. При этом основным требованием к очкам помимо приемлемой дальности видимости, поля зрения и качества изображения является минимальная масса, т.к. выполнение большинства из вышеперечисленных задач требует очень длительного времени работы оператора в ОНВ. Нами была проработана конструкция бипланарных ОНВ на новом ЭОПе "Супер-О" разработки НИИ электронных приборов. Малые габариты ЭОП (оптическая длина ~21 мм), высокое разрешение (до 50 штр/мм) и высокая чувствительность (до 400 мкА/лю за фильтром КС) позволяют создать ОНВ с массой бинокуляра 240г. Дальность видимости человека составляет >180 м. ОНВ превосходит все существующие ОНВ нулевого поколения по массе и дальности действия. На основе ЭОП второго поколения "Фарватер-Гран" были разработаны монокулярные ОНВ, обеспечивающие дальность действия 150м, поле зрения 40о и массу 400г. Учитывая, что ЭОП обеспечивает коэффициент преобразования 30000, ОНВ работают при освещенности до 1&3183;10-3 лк. Исследования показали, что большинство задач, выполняемых ночью, могут решаться при использовании монокулярных ОНВ. Новый прицельный комплекс Добровольский Ю.А., Кощавцев Н.Ф. , Федотова С.Ф., Шустов Н.М. ГУДП СКБ ТНВ, Москва. Наиболее эффективным средством ведения боевых действий ночью является прицельный комплекс, состоящий из очков ночного видения (ОНВ) и лазерного целеуказателя (ЦЛ) устанавливаемого на оружии. Эффективность ведения прицельной стрельбы по любым целям на дальности действия прямого выстрела (200-250 м) без введения баллистических поправок эффективней, чем стрельба при использовании только очков или даже специализированного ночного прицела практически в 2 раза. При этом нет необходимости осу-ществлять классическое прицеливание, а, следовательно, и проводить обучение стрелка. Прицельную стрельбу можно вести с любого положения (лежа, с колена, стоя, в движении). С обычным прицелом и при использовании только ОНВ прицельную стрельбу в движении вести невозможно, а с других положений требуется достаточно большое время на прицеливание. Учитывая, что ОНВ крепятся на голове, а ЦЛ на оружии, одним из требований к этим устройствам является их небольшая масса. В настоящее время на оснащении армии находятся прицельный комплекс, в состав которого входят ОНВ (поле зрения 38о, масса 0,8 кг) и ЦЛ (масса 650г). Нами был разработан прицельный комплекс с существенно более высокими эксплуатационными характеристиками, включающий ОНВ с полем зрения 44о и массой 0,46кг и ЦЛ с массой 300г. Особенностью нового прицельного комплекса является существенное улучшение эксплуатационных характеристик ОНВ за счет введения диоптрийной наводки раздельно для каждого глаза оператора и исключения установки по базе глаз за счет использования окуляров с большими зрачками. Анализ антропометрических данных и проведенные испытания показали, что при диаметре выходного зрачка окуляра 10 мм у 90 % операторов нет необходимости в регулировке межзрачкового расстояния. При диаметре выходного зрачка 11,5 мм этот процент возрастает до 95%. Дальность действия нового прицельного комплекса соответствует существующему на вооружении. Высокочувствительные гибридные приборы видимого, УФ и ближнего ИК диапазонов. Суриков И.Н., Венедиктов Н.Я., Минкин В.А.,1Пахомов М.Т. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. 1НИИИЭП, Москва. Успехи микроэлектроники в области фоточувствительных приборов с переносом заряда (ФППЗ), усиления фотонного потока с помощью усилителей яркости (УЯ) с микроканальными пластинами позволило создать серию новых высокочувствительных гибридных приборов третьего поколения видимого, УФ и ближнего ИК диапазонов. Эти приборы имеют значительно меньшие габариты, массу и энергопотребление. Использование принципа считывания с помощью переноса заряда снижает инерционность и повышает разрешающую способность при передаче движущихся объектов, а также повышает стабильность растра и снижает геометрические искажения. После краткого анализа состояния и перспектив развития высокочувствительных гибридных приборов приводятся основные параметры некоторых зарубежных и отечественных приборов третьего поколения. Особое внимание уделено способу сочленения ФППЗ с УЯ и требованиям к УЯ и ФППЗ для получения максимальной чувствительности гибридного прибора. Рассмотрены особенности сочленения с помощью промежуточной оптики, фокона и волоконно-оптического диска. Показано, что использование прямого сочленения крупноформатных матриц через диск позволяет повысить разрешающую способность, световой диапазон и контрастную чувствительность гибридного прибора. Подробно рассматриваются данные некоторых моделей гибридных приборов для различных областей спектра и с различными матрицами ФППЗ (см. таблицу) и показывается возможность их дальнейшего совершенствования на базе новых ФППЗ и УЯ. Основные данные гибридных передающих приборов видимого, УФ и ближнего ИК диапазонов. Конструктивные особенности и параметры Тип прибора Э1 Тип прибора Э2 Тип прибора Э3 Размер входного изображения, мм 9,7х12,9 6,6х8,8 6,6х8,8 Число элементов ФППЗ 580х760 580х520 580х520 Тип фотокатода Многощел. Многощел. Бищелочн. Спектральный диапазон чувствительности, мкм 0,4-0,85 0,4-0,85 0,25-0,6 Максимум спектральной чувствительности, мкм 0,6-0,7 0,4-0,85 0,42-0,48 Разрешающая способность, ТВЛ 450 350 350 Пороговая чувствительность 1х10-6 лк 5х10-6 лк 10-13 Вт/эл Приведены результаты натурных испытаний высокочувствительных камер с гибридными приборами. Показано, что рассмотренные приборы могут найти применение в различных специальных, прикладных и научных системах. Применение твердотельных преобразователей изображения в технике ночного видения. Волков В.Г., Кощавцев Н.Ф., Лелейкин В.И., Чапнин В.А. ГУДП СКБ ТНВ, Москва. В настоящее время наибольшее распространение получили приборы ночного видения (ПНВ) на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП), работающих в области спектра 0,4-0,9 мкм. Однако для создания перспективных ПНВ наиболее целесообразно перейти к использованию рабочей области спектра 1,4-1,8 мкм. Это позволит в 1,4-1,5 раза повысить контраст в изображении, создаваемом ПНВ, работать в условиях почти на 2 порядка большей естественной ночной освещенности, увеличить на 10-20% обеспеченность освещенностью работу ПНВ ночью в течение года. Для создания таких ПНВ оптимальным вариантом является применение твердотельных преобразователей изображения (ТПИ), работающих в области спектра 0,4-2 мкм и выполненных на базе системы МДП-жидкий кристалл. В отличие от ЭОП ТПИ - безвакуумный прибор, не требует высоковольтного питания, его устойчивость к воздействию световых помех на несколько порядков выше, чем у ЭОП. В СКБ ТНВ разработан портативный ПНВ на базе ТПИ. ПНВ имеет увеличение 2 крат, угол поля зрения 27 град., разрешающую способность 15штр/мм и массу 0,6 кг. Приведены схема построения ПНВ, результаты экспериментов. Показаны пути достижения предельных возможностей ТПИ в интересах развития перспективных ПНВ. Электронно-лучевые технологии (технические характеристики и внедрение) Гайдукова И.С., Уваев А.Г. ,1Филачев А.М. ГП НИИ ЭиИО, Москва. 1ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва Электронно-ионно-плазменные технологии отнесены Правительством Российской Федерации к числу 17 приоритетных направлений развития науки и техники. Это объясняется как принципиально высокими возможностями этих технологических процессов, так и тем обстоятельством, что позиции российской науки в этом направлении опережают мировой уровень. В связи с этим аналитический обзор электронно-лучевых технологических процессов реализованных на в НПО "Орион" и ГП НИИЭИО на разработанном и внедренном в отечественную промышленность электронно-лучевом технологическом оборудовании представляется весьма актуальным. В предлагаемой работе подробно представлены принципиальные возможности и технические характеристики технологических процессов размерной обработки электронным лучом таких как перфорация сквозных и глухих отверстий, изготовление прямых сквозных и глухих пазов, резка сверхтвердых, химически чистых и активных материалов, контурная резка тонкостенных элементов, контурное и рельефное гравирование, скрайбирование и резка поверхностных нанесенных слоев. Описаны технологические процессы, разработанные и внедренные в производство в машиностроении, авиационной, радиотехнической промышленности. Для решения задач микрофотоэлектроники на ЭЛУ типа "Элурс" были реализованы технология получения типовых контактных пластин электронно-лучевым способом, технология формирования микроштырьковой структуры на поверхности деталей теплообменных устройств и ряд других. Технические параметры и возможность автоматизации электронно-лучевых технологических процессов делают их весьма перспективными в точном приборостроении, микроэлектронике и ряде других производств. Перспективы применения электронной литографии в производстве изделий микрофотоэлектроники. 1Балашов Б.Н., 2Васичев Б.Н. 1Московский государственный институт электроники и математики. 2ГП НИИ ЭиИО, Москва Основным отличием технологии производства современных изделий микрофотоэлектроники является необходимость формирования трехмерных (непланарых) структур, выполненных из различных полупроводниковых материалов. Проведение технологических операций фотолитографии в этом случае или крайне затруднено, или в принципе невозможно из-за малой глубины резкости оптической системы. Эти технические и технологические трудности наиболее просто можно решить путем применения установок для электронной литографии нового поколения, в которых обеспечивается возможность экспонирования электронным зондом с изменяемым углом падения на мишень и динамической системой подфокусировки. Установки нового типа позволяют в частности проводить экспонирование линий на вертикальных и наклонных поверхностях структуры, на стенках колодцев и канавок и т.д. Установка для электронной литографии нового типа использует электронно-оптическую систему (ЭОС), формирующую субмикронный электронный зонд с изменяемой геометрией сечения на мишени. Объективная система ЭОС содержит систему формирования подвижного осесимметричного магнитного поля, что позволяет увеличить размер поля экспонирования и изменять угол падения пучка на мишень. Такая система включает в себя основную магнитную систему (магнитную линзу) с каналом большого диаметра и корректоров поля, подключенных к системе управления при помощи цифро-аналоговых преобразователей (ЦАПов). Для формирования подвижного осесимметричного поля в окрестности заданной произвольной, например криволинейной оси симметрии, проходящей в пределах свободного пространства канала магнитной линзы, на основе математической модели вычисляются необходимые значения корректирующих токов, а затем при помощи ЦАПов такие токи подаются в обмотки корректоров поля. В результате магнитное поле, создаваемое обмотками корректоров, компенсирует неосесимметричные компоненты вектора индукции магнитного поля в окрестности заданной оси симметрии поля, формируя, таким образом, подвижное осесимметричное магнитное поле. Ионный распылитель со встречно-расположенными мишенями. Гайдукова И.С., Еремин А.П., Смольянинов В.Д., 1 Филачев А.М. ГП НИИ ЭиИО, Москва. 1ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва. Получение тонких высококачественных металлических, диэлектрических, полупроводниковых и магнитных пленок является одной из актуальных задач технологии изготовления элементов радиоэлектронной аппаратуры, робототехники, вычислительной техники, технических средств связи. В последние годы для решения этих проблем широко используется метод магнетронного распыления. Настоящая работа посвящена разработке и экспериментальному исследованию магнетронного распылителя нового класса со встречно расположенными мишенями, а также разработке ряда технологических процессов, в том числе нанесения пленок из магнитных материалов. Конструкция магнитопровода распылителя позволяет менять расстояние между мишенями, которые одновременно являются полюсами магнитной системы и таким образом создается магнитное поле необходимое для концентрации высокоплотной плазмы на поверхности мишени. Мишени оснащены системой водяного охлаждения. В зависимости от требований и целей технологического процесса подложки располагаются либо по всему периметру разрядного промежутка, или одна - две подложки устанавливаются между мишенями. За один технологический цикл можно нанести покрытие на 10 подложек размером 60х48 мм2. Конструкция ионного распылителя позволяет устанавливать его практически в любой вакуумной установке. Экспериментальные исследования разработанного ионного распылителя показали эффективность его использования для получения тонкопленочных покрытий различного назначения из металлов, диэлектриков, сплавов и магнитных материалов, что представляет особый интерес. Проведенные исследования позволили найти зависимость коэрцитивной силы напыляемых магнитных пленок от условий напыления. Исследования дефектности показали высокое качество нанесенных магнитных пленок. Вакуумная установка для травления плёнок потоками заряженных частиц. Еремин А.П., Смольянинов В.Д. , 1Филачев А.М. ГП НИИ ЭиИО, Москва. 1ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва. Установка предназначена для ионного травления тонкопленочных покрытий, ионной очистки перед напылением, модификации поверхности материалов и элементов устройств в высоком вакууме. Установка позволяет производить травление станатных пленок толщиной до 1,5 мкм на подложках размером 48х60 мм или пластинах диаметром 76 мм. Ионное травление 72 подложек, расположенных на охлаждаемом водой вращающемся барабане, производится с помощью двух ионных источников "Ион-4". Наличие холодного катода в ионных источниках позволяет использовать в качестве рабочего газа не только инертные , но и активные газы. Применение нейтрализатора заряда ионного пучка позволяет обрабатывать поверхности диэлектриков. При создании установки применены принципиально новые технические решения по обеспечению равномерности распределения ионного пучка на большой поверхности, что обеспечило неравномерность травления пленок в пределах ? 5% и воспроизводимость параметров технологического процесса. Направленный пучок ионов позволяет производить травление различных материалов на подложках практически из любых материалов с большой селективностью. Вводя в плазму реактивные газы (02, CF4 и другие) возможно, увеличить скорость травления и селективность в несколько раз по сравнению с традиционной обработкой ионизированным аргоном. В работе приводится описание и технические характеристики установки, конструкция которой позволяет без больших затрат переходить к изменению или расширению номенклатуры технологических процессов и обрабатываемых изделий. Моделирование иммерсионного объектива технологической фотоэмиссионной установки, предназначенной для исследования и контроля эмиссионных характеристик полупроводниковых материалов, используемых в микрофотоэлектронике . Васичев Б.Н., Розенфельд Л.Б., Михальцов Е.П. ГП НИИ ЭиИО, Москва Электронно-микроскопические исследования, проводимые с помощью фотоэмиссионного электронного микроскопа, позволяют контролировать основные интегральные и локальные свойства поверхностей, эмитирующих электроны под влиянием облучения светом с разными спектральными характеристиками, in situ изучать изменения этих характеристик под влиянием различных факторов, а также визуализировать изменения, происходящие на поверхности при различных технологических операциях. Основное достоинство фотоэмиссионного метода исследования заключается в том, что он является неразрушающим в отличие от многих электронно-микроскопических методов. Этот метод обладает исключительно высокой разрешающей способностью по глубине (несколько ангстрем). Однако существующие электронные фотоэмиссионные микроскопы не позволяют проводить контроль поверхности полупроводниковых пластин стандартных размеров. Кроме того, они обладают недостаточной величиной поля зрения, что ограничивает их технологические возможности. Электронно-оптические и эксплуатационные характеристики фотоэмиссионной установки для контроля поверхности определяются в первую очередь конструкцией иммерсионного объектива, осветителя и камеры объектов. В данной работе описана методика, алгоритм и программное обеспечение для расчета иммерсионных объективов, предназначенных для технологических установок. В численном эксперименте рассмотрено влияние наложения аксиально-симметричных электрических и магнитных полей на аберрации иммерсионного объектива. Конфигурации электродов и магнитопровода иммерсионного объектива оптимизированы с учетом освещения объекта светом в широком телесном угле и обеспечения контроля пластин большого размера. Осаждение из паров металлоорганических соединений и ртути эпитаксиальных слоев CdxHg1-xTe на подложках из арсенида галлия. Девятых Г.Г., Моисеев А.Н., Котков А.П., Дорофеев В.В. Институт химии высокочистых веществ РАН., Н.Новгород. Осаждение проводили в вертикальном кварцевом реакторе с внешнем резистивным нагревателем при давлении 0,2 атм. в потоке очищенного водорода. В качестве исходных реагентов использовали высокочистые диметилкадмий (ДМК), диэтилтеллур (ДЭТ), диизопропилтеллур (ДиПТ) и ртуть марки Р 10-6. Рост слоев CdxHg1-xTe (КРТ) осуществляли послойным осаждением тонких чередующихся слоев CdTe и HgTe с перемешиванием их за счет взаимной диффузии (IMP-методика). Подложками служили пластины полуизолирующего арсенида галлия с ориентацией (111)В и (100)2-4о?? 110?, которые располагались на вращающемся графитовом пьедестале. Осаждение КРТ вели на предварительно выращенном в этом же реакторе буферном слое CdTe (? 3мкм) при 350? С и парциальном давлении МОС 10-5-10-3 атм, ртути (3-7) ? 10-2 атм. При использовании системы ДМК+ДЭТ+Hg для обеспечения приемлемой скорости осаждения рост подслоя HgTe осуществляли при меньшем потоке и температуре зоны предкрекинга ? 380? С, подслоя CdTe - при большем потоке и минимальной температуре зоны предкрекинга (? 300? С). Замена ДЭТ на ДиПТ позволила заметно повысить скорость роста HgTe и отказаться от термоциклирования зоны предкрекинга. Слои as-grown КРТ имели n-тип проводимости, концентрацию и подвижность носителей заряда для x? 0.2: n77=1015-1016 см-3, ? 77=(20-50)? 103 см2/в? с, после отжига слоев в парах ртути (220? С, ? 10 часов): n77=(1-3)? 1015 см-3, ? 77=(60-90)? 103 см2/в? с. Неоднородность состава слоев КРТ составила ? x = ? 0,005 на ? 4 см2, полуширина кривой качания рентгеновской дифракции 2-5 угл. мин. Перспективный метод получения эпитаксиальных плёнок и р-п структур в сверхвысоком вакууме. Нуриев И.Р., Ахмедов Э.А., Салаев Э.Ю., Абдуллаев М.И. Институт фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики, Баку. Разработана оригинальная методика получения эпитаксиальных пленок полупроводников типа А4В6 и р-п структур на их основе в сверхвысоком вакууме методом "горячей стенки". Предлагаемая методика реализована на совершенно новой установке впервые созданной и внедренной в Институте Фотоэлектроники АН Азербайджана. Определены условия выращивания эпитаксиальных пленок Pb1-хSnхTe (х=0,2) и PbTe1-уSeу (У=0.08) в сверхвысоком вакууме и установлены закономерности их роста на различных подложках. С целью увеличения подвижности носителей заряда и улучшения структурного совершенства пленок был использован дополнительный компенсирующий источник паров халькогена. Кристаллическая структура полученных эпитаксиальных пленок и р-п структур исследовались электронографическим, электронно-микроскопическими и рентгенодифрактометрическим методами. Получены изопериодические гетероструктуры р-Pb1-хSnхTe (х=0,2)- п-PbTe1-уSeу(у=0.08). На полученных гетероструктурах изготовлены фоточувствительные элементы с параметрами: RоА=0.6-0.8 Ом.см2; ? =10,5 мкм . Информационное обеспечение разработок технологии нанесения тонких пленок в вакууме. Панфилов Ю.В. МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва На основе классификации методов нанесения тонких пленок в вакууме[1] и элементов вакуумного технологического оборудования [2-4], материалов научно-технических конференций и симпозиумов на последние 20 лет, проспектов и других информационных материалов отечественных организаций и зарубежных компаний создан комплект баз данных, связывающих информацию о тонкопленочных материалах, свойствах и характеристиках покрытий, условиях и режимах их нанесения и последующей обработки, материалах и размерах подложек и их предварительной обработке, контролируемых параметрах и средствах измерения. Кроме того, в базах данных содержатся сведения об оборудовании для нанесения тонких пленок в вакууме, его структуре и компоновке, электронных, ионных, плазменных и других источниках нанесения пленок, элементах вакуумных систем, а также, о действующих заводах-изготовителях и научно-исследовательских коллективах. Оригинальность разработанного комплекта баз данных заключается в том, что анализ более 1200 докладов, представленных на научно-технических конференциях по технологии и оборудованию для нанесения тонких пленок в вакууме, микроэлектронике и близким к этим тематикам позволил: 1. Выявить некоторые закономерности или взаимосвязи, которые трудно получить экспериментально, например, между температурой подложки и давлением остаточных газов в сверхвысоковакуумной среде при осаждении монокристаллических пленок; 2. Значительно сократить подготовку и проведение экспериментальных исследований за счет выявления аналогов с требуемыми или близкими условиями и режимами; 3. Установить деловые контакты со специалистами в области технологии и оборудования для нанесения тонких пленок в вакууме, инженерии поверхности, контроля и диагностики свойств и характеристик тонкопленочных покрытий, а также получить информацию о реально существующих производствах, разработанных ими технологиях и оборудовании, выпускаемых товарах и оказываемых услугах.. Литература. 1. Ковалев Л.К., Панфилов Ю.В. Методы нанесения тонких пленок в вакууме // Справочник. Инженерный журнал.1997.№ 3.С.20-28. 2. Панфилов Ю.В., Рябов В.Т., Цветков Ю.Б. Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы.// М. Радио и связь., 1988.С.320. 3. Минайчев В.Е., Панфилов Ю.В. Вакуумные насосы: базы данных // Справочник. Инженерный журнал. 1997.С. 21-26. 4. Панфилов Ю.В., Курбатов О.К., Буравцев А.Т. Вакуумные клапаны,затворы, регуляторы давления и расхода газа: базы данных // Справочник., Инженерный журнал.1998. № 5 (14). С. 26-36. Высокочувствительный матричный ФППЗ с числом элементов 7 80х580 для систем ночного видения. Забродская В.П., Тимофеев В.О. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. Представляем основные технические характеристики высокочувствительного ФППЗ с кадровым переносом заряда для видимого и ближнего ИК диапазонов. Прибор содержит секцию накопления (СН) с высокой эффективностью, секцию памяти, выходной регистр, обеспечивающий перенос заряда на частоте 15 МГц при размахе управляющих импульсов не более 5 - 8 В и два симметричных выходных узла, необходимые для эффективного подавления тактовой помехи сброса во внешнем дифференциальном усилителе. Вычитание тактовой помехи позволяет реализовать высокое предварительное усиление перед схемой ДКВ для снижения вклада собственных шумов ДКВ при работе с малыми зарядовыми пакетами. Основные характеристики проектируемого ФППЗ: Размер секции накопления - 13,06х9,79 мм (соответствует 1") Число элементов: СН - 768х288,СП - 768х288 Размер фоточувствительного элемента СН-17(Г)х34(В)мкм,СП-17(Г)х21(В)мкм Fill - фактор по открытой от поликремния области - 40% Заряд, соответствующий полной яме - 170000е Шум считывания на частоте 15мгц с двойной коррелированной выборкой - 10 е (СКО) Темновой ток при - 30 оС, не более - 30 е/эл-т/с Напряжение насыщения, не менее - 650мВ Интегральная чувствительность, не менее - 400 мВ/лк Монохроматическая чувствительность на ? =0,67мкм, не менее - 15 В/см2 мк Дж Пороговая освещенность от источника типа "А" при отношении сигнал/шум = 1, не более - 10-4 лк Относительная СК неравномерность чувствительности по полю не более - 2,5% Относительная СК неравномерность чувствительности между 2-мя соседними элементами, не более - 1% Напряжение темнового сигнала, не более - 10-5 Uнас Неэффективность переноса заряда в диапазоне (0,001 - 0,9)Uнас, не более - 0,007 Созданная на основе прибора с приведенными техническими характеристиками телевизионная камера должна обеспечить при использовании объектива со светосилой 1:1,0 и освещенностью на местности 0,01лк отношение сигнал/шум около 10, т.е. порог чувствительности при S/N = 1.10-3 лк. С целью дальнейшего повышения чувствительности нам представляется целесообразным создание гибридной камеры, состоящей из ЭОПа с катодом на основе арсенида галлия без применения МКП и описанного выше ФППЗ, путем стыковки через стекловолоконную оптическую систему. Ожидаемый порог чувствительности на местности при S/N = 1 не хуже 10-6 лк. Новые планарные ИК матрицы на основе InSb. Морозов В.А., Осипов В.В., Селяков А.Ю., Таубкин И.И. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва. К сегодняшнему дню смотрящие матрицы ИК диапазона, обладающие предельно высокими пороговыми характеристиками, разработаны только в гибридном варианте на основе InSb и CdHgTe фотодиодов. В таких матрицах фоточувствительные элементы соединяются с кремниевой микросхемой обработки фотосигнала посредством индиевых столбиков. Пороговые характеристики планарных матриц на PtSi фотодиодов Шоттки и микроболометров, так же как и гибридных матриц на основе GaAs/AlGaAs квантово-размерных гетероструктур, существенно ниже теоретического предела. Мы рассматриваем физику работы и основные параметры предложенной и изготовленной нами планарной ИК матрицы нового типа InSb. В отличие от фото-ПЗИ и -ПЗС в такой матрице не используется перенос фотоносителей между пространственно-разнесенными электродами вдоль границы раздела полупроводник-диэлектрик, а в отличие от гибридных матриц в ней не используются индиевые столбики. Рассматриваемая матрица характеризуется высокими параметрами, а её архитектура крайне проста. В такой матрице фотодетекторы и элементы обработки фотосигнала формируются на единой InSb подложке, таким образом, каждая фоточувствительная ячейка матрицы представляет собой новый полупроводниковый прибор, реализующий все основные функции: детектирование ИК излучения, накопление фотосигнала и его считывание. Разработаны математические модели режимов накопления и считывания рассматриваемой матрицы, проанализированы её фотоэлектрические и пороговые характеристики, а также найдены оптимальные параметры, при которых пороговые характеристики близки к теоретическому пределу. Представлены результаты экспериментального исследования изготовленных нами матриц форматом 64х64 и 128х128. Время накопления фотосигнала в них превышает 300 мкс, поэтому, как показывают расчеты, рассматриваемая матрица может работать в BLIP режиме вплоть до формата 512х512. Матрицы подобного типа могут быть изготовлены и в гибридном варианте, при этом время накопления фотосигнала в них может достигать величины порядка постоянной времени человеческого глаза, а BLIP режим может реализоваться вплоть до формата 1024х1024. Схемотехника многоэлементных фотоприёмных устройств на основе фоторезистивных слоёв из халькогенидов свинца. Бочков В.Д. , Храпунов М.Л. ГНЦ РФ ГУП "НПО "Орион", Москва. В настоящее время активно ведутся работы по созданию многоканальных фотоприемных устройств, работающих в области спектра (3-5) мкм, выполненных на основе высокочувствительных охлаждаемых гибридных фотомодулей (ФМ), состоящих из многоэлементного фоточувствительного элемента (ФЧЭ), мультиплексоров и устройства охлаждения ( например, ТЭО). Применение таких ФМ позволит улучшить весогабаритные показатели оптико-электронной аппаратуры уменьшить потребляемую мощность, снизить стоимость и трудоемкость изготовления ФПУ. Коммутация сигналов в ФМ осуществляется при помощи бескорпусных БИС мультиплексоров с предусилителями на входах. Для достижения предельных пороговых характеристик таких фотомодулей параметры ФЧЭ и мультиплексоров должны быть взаимно согласованы. Настоящая работа посвящена: - исследованию мультиплексоров, с целью их оптимального сопряжения с 128 - элементным фоторезистором из PbSe ; - определению требований к параметрам фоторезистора и мультиплексора, обеспечивающих реализацию обнаружительной способности фотомодуля при t фр = -800 С, (D*В работе приведены результаты расчетных и экспериментальных исследований мультиплексоров и ФПУ, а также проведена оценка перспектив их применения в оптико-электронной аппаратуре. Новая серия матричных ФППЗ видимого и ближнего ИК диапазона с эффективным антиблюмингом и электронным затвором. Тимофеев В.О. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. В докладе приводятся результаты исследований и разработок в области создания матричных ФППЗ с горизонтальным антиблюмингом, обладающих способностью подавлять расплывание изображения при локальных пересветках с кратностью до 3000 раз. Приборы обладают чувствительностью в видимой и ближней ИК областях спектра и позволяют управлять временем накопления заряда в диапазоне 0,1-20 мс с помощью встроенного электронного затвора. Разработанные приборы характеризуются высокими чувствительностью и пространственным разрешением, низким уровнем шумов считывания и малой неравномерностью видеосигнала. Ниже приведены основные параметры и характеристики представляемых приборов: ISD34MD ISD35MD "Калипсо" "Лидер" Формат 1/2 2/3 1 11.8х11,8 Число элементов (ГхВ) 512х580 768х580 1024х1160 512х512 Размер эл-та (ГхВ) 13х17 13х26 13х17 23х23 Типовая интегральная чувствительность, мВ/лк 75 50 120 Освещенность насыщения, лк 15 15 15 15 Динамический диапазон, dB (с двойной коррелированной выборкой). 80 80 70 90 Первые три прибора предназначены для построения тепловизионных систем стандартного телевизионного режима, работающих в условиях естественной освещенности, прибор "Лидер-1" в основном предназначен для построения систем астроориентации. В докладе сообщается необходимая дополнительная информация. В целом в работе приводятся экспериментальные результаты по использованию приборов в телевизионных системах, а также описывается специально разработанный комплекс БИС, необходимый для управления приборами. Новая серия 9-ти микронных матричных ФППЗ для радиоционностойких телевизионных систем. Тимофеев В.О. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. В докладе приводятся результаты исследований и разработок в области создания матричных одно и двухсекционных ФППЗ чувствительных в видимой и ближней ИК областях спектра, предназначенных для использования в малогабаритных замкнутых телевизионных системах стандартного телевизионного режима, обладающих радиационной стойкость вплоть до 2·105 Рад от Со60 . Разработанные приборы характеризуются высокой чувствительностью и хорошим пространственным разрешением, низким уровнем шумов и малой неравномерностью видеосигнала. Ниже приведены основные параметры и характеристики представляемых приборов: ISD33MD ISD36MD ISD30MD ISD31MD ISD23MD Формат 1/6 1/3 1/3 1/2 2/3 Число элементов (ГхВ) 256х145 512х290 512х280 768х580 1024х1160 Размер эл-та (ГхВ) 9х12 9х12 9х12 9х18 9х9 Типовая интегральная чувствительность, мВ/лк 50 50 50 75 40 Освещенность насыщения, лк 10 10 10 10 10 Динамический диапазон, dB (с двойной коррелированной выборкой 80 80 80 80 70 В приборах приняты меры для унификации электрических режимов работы, в частности амплитуды управляющих импульсов выходных регистров с частотой 50-20Мгц не превышают 8,0 В, а амплитуды импульсов вертикального переноса 10В. Постоянные управляющие напряжения для приборов находятся в диапазоне 0-18 В. В работе приводятся дополнительные экспериментальные результаты, полученные при испытаниях замкнутых телевизионных систем в условиях радиационного воздействия. Сверхвысокочувствительный одноэлементный фотоприемник на основе фотодиода с ПЗС-ым считыванием заряда. Тимофеев В.О. ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. Точное измерение облученности, начиная с уровней 5? 10-13 - 10-12 Вт/см2 в диапазоне длин волн 0,2 - 1,1 мкм является в настоящее время трудноразрешимой задачей, особенно в том случае, когда площадь облучаемой поверхности не превышает несколько квадратных миллиметров. Очевидно, что наилучшим одноэлементным приемником излучения для решения этой задачи является кремниевый фотодиод с хорошим антиотражающим покрытием, обладающий квантовым выходом до 70-90% в максимуме спектральной характеристики и включенный в режиме короткого замыкания, т.е. нагруженный на усилитель тока или стробируемый интегратор. Однако, схемная реализация измерителя облученности, основанного на прямом измерении фототока со значениями порядка 0,1пА, существенно ограничивается низким соотношением сигнал/шум, свойственным данной операции. В докладе сообщается о разработке охлаждаемого одноэлементного фотодиодного приемника (ФДП), работающего по принципу фоточувствительных приборов с переносом заряда (ФППЗ) и реализующего следующую последовательность операций: 1. накопление в потенциальной яме фотогенерированных при постоянном смещении на фотодиоде электронов; 2. сброс фотоэлектронов в узел преобразования заряд напряжение с коэффициентом преобразования 1-1,5 мкВ/электрон, с выходным сопротивлением 3 кОм; 3. выполнение двойной коррелированной выборки выходного сигнала с помощью внешней схемы управления. С целью дополнительного снижения темнового сигнала ФДП в конструкции кристалла применены охранные кольца сложной структуры. Прибор выполнен по одноуровневой поликремниевой технологии. Основные параметры разработанного приемника: -площадь фотодиодов - 5,0 м·м2; -монохроматическая чувствительность на длине волны 0,67 мкм составляет (6-10)? 10В? см2 /мкДж (для источника с Тцв=2856 К ориентировочное значение интегральной чувствительности 5? 105 В/лк ? с); - время накопления заряда - 0,001 - 1000мс; - диапазон спектральной чувствительности (по уровню 0,1) 0,25-1,08 мкм; - рабочая температура кристалла фотоприемника - 30+0,1оС в нормальных внешних условиях. Для расширения динамического диапазона в сторону измерения больших облученностей ФДП содержит узел снижения коэффициента преобразования заряд напряжение в 103 раз. Высокочувствительные передающие телевизионные камеры. И.С. Васильев., А.С. Мирзоянц, И.Н. Суриков ЦНИИ "Электрон", Санкт-Петербург. Создание нового класса гибридных высокочувствительных приборов на основе усилителей яркости с микроканальными пластинами и фоточувствительных приборов с переносом заряда (ФППЗ) большой площади и с повышенной синей чувствительностью позволило создать новое поколение высокочувствительных камер с меньшими габаритами, меньшей потребляемой мощностью. В таблице приведены основные параметры двух типов камер КТВ-1 и КТВ-2,использующих новые высокочувствительные гибридные приборы с сочленением усилителей яркости через стекловолоконный прямой контакт с большеформатной ФППЗ. Высокочувствительные телевизионные камеры видимого и ближнего ИК диапазона. КТВ-1 КТВ-2 Размер входного изображения на фотокатоде, мм 9,7х12,9 6,6х8,8 Диапазон спектральной чувствитель- ности на уровне 20%, мм 400-850 400-850 Число элементов изображения ФППЗ 580(В)х760(Г) 680(В)х520(Г) Рабочий диапазон освещенности на фотокатоде, лк 1х10-6 - 1х10-1 5х10-6 - 5х10-1 Режим регулирования чувствительности Автоматичес. или ручной Автоматичес. Разрешающая способность при освещенности 5х10-4 лк, ТВЛ 450 350 Геометрические искажения, % ? 2 ? 2 Режим синхронизации Автономный Автономный Время готовности, с 10 10 Напряжение питания (постоянное), В 27? 2 14-16 Ток потребления, А 0,45 0,3 Размеры оптической проекции на фоточувствительную поверхность прибора позволяет использовать оптико-механические узлы, рассчитанные на работу с 26 (18) мм видиконами и ФППЗ 1" (2"/3"), соответственно. Камеры обеспечивают формирование на выходе полного телевизионного видеосигнала по ГОСТ 22006-76, положительной полярности с размахом 0,8 - 0,5 В на нагрузке 75 Ом. В камере КТВ-1 предусмотрен контроллер, выполняющий автоматическое управление гибридным прибором по заданным параметрам сигнала, что улучшает передачу точечных объектов и работу в однофотонном режиме. При специальном заказе с помощью контроллера может быть предусмотрено управление внешними устройствами: диафрагмой, светофильтрами и т.д. В камере КТВ-1 используется малогабаритная встроенная в гибридный прибор система авторегулировки по среднему току гибридного прибора. В системах снижает напряжение на электродах прибора при больших освещенностях. Это повышает его устойчивость к пересветкам. Высокочувствительные камеры КТВ-1 и КТВ-2 могут использоваться в специальных прикладных и научных телевизионных системах, охранных целей в ночных условиях, исследований флюоресценции, черенковского излучения, биомедицинских явлений и др. 2.2. Перспективы развития оптико-электронной техники Кафедра светотехники факультета электронной техники Московского Энергетического института (технического университета) Перспективы развития оптико-электронной техники, различных приборов и систем тесно связаны с развитием образовательных учреждений данного профиля. Каковы же современное состояние и перспективы развития высших учебных заведений, на факультетах которых проходят высококлассную подготовку специалисты в области оптико-электронных приборов и систем? Ответ на этот вопрос можно дать, если рассмотреть реальное положение дел на конкретном примере - кафедры светотехники факультета электронной техники Московского Энергетического института (технического университета). Несмотря на довольно большое количество подобных учебных заведений, именно на этом выбранной мной примере можно наиболее полно увидеть, как готовят сегодня будущих специалистов, с которыми связаны перспективы развития оптико-электронной техники. Руководство Заведующий кафедрой - д.т.н. профессор Атаев Артем Еремович, Заместитель заведующего кафедрой по учебной работе - к.т.н. до цент Снетков Владимир Юрьевич, Заместитель заведующего кафедрой по научной работе - к.т.н. до цент Григорьев Андрей Андреевич, Ученый секретарь кафедры - к.т.н. доцент Васьковский Александр Александрович. Краткое описание Высокий престиж кафедры определяется авторитетом многих известных ученых и преподавателей, работавших и работающих на кафедре, среди которых такие известные специалисты, как: заслуженный деятель науки и техники России, профессор, доктор технических наук Мешков Владимир Васильевич, заслуженный деятель науки и техники России, профессор, доктор технических наук Гуторов Михаил Максимович, лауреат Государственной премии СССР, профессор, доктор технических наук Карякин Николай Алексеевич, доктор технических наук, профессор Трембач Владимир Викторович, доктор технических наук, профессор Епанешников Михаил Михайлович, академик АЭН России, д.т.н. профессор Атаев Артем Еремович, академик АЭН России, д.т.н. профессор Матвеев Александр Борисович, доктор технических наук, профессор Решенов Станислав Петрович, доктор технических наук, профессор Шкурский Борис Иванович. Кафедра предлагает уникальные специальности и специализации: Светотехника и источники света; Световая архитектура, дизайн и реклама; Оптико-электронные системы. Светотехника и источники света Кафедра Светотехники, в состав которой входят лучшие специалисты страны, имеет почти 60-летний опыт подготовки высококлассных инженеров-светотехников широкого профиля, работающих в области: создания современных источников оптического излучения, в том числе лазеров; конструирования разнообразных по назначению осветительных, облучательных и светосигнальных приборов; разработки приборов регистрации излучений и измерения энергетических и светотехнических характеристик излучающих или отражающих поверхностей; проектирования и эксплуатации светотехнических установок, предназначенных для наружного освещения, световой сигнализации и технологического облучения. Световая архитектура, дизайн и реклама Учитывая потребности практики, с 1995 года впервые в стране на кафедре Светотехники открылась новая специализация Световая архитектура, дизайн и реклама. Ни в одном высшем учебном заведении до сих пор не готовили инженеров творческой направленности, способных использовать технические навыки, самые современные приемы моделирования, в том числе компьютерные, в искусстве. Специальность ориентирована на выпуск инженеров-светодизайнеров для работы в области: архитектурного освещения интерьеров: музеи, выставки, зрительные залы, офисы, торговые залы, салоны и др.; наружного архитектурно- художественного освещения: фасады зданий, памятники, парки, фонтаны, городские ансамбли; техники светового оформления рекламы и витрин; театрально-постановочного освещения: сцены театров, шоу-программы, телестудии; техно-художественного конструирования осветительной техники. Наряду с фундаментальной общетехнической и светотехнической подготовкой специалисты этого профиля получают знания по архитектуре и живописи, технической эстетике и компьютерной графике, световым эффектам и цветовой гармонии, голографии и театральной технике, маркетингу и рекламе. Оптико-электронные приборы Оптико-электронные приборы представляют собой системы самой передовой и высокой технологии. Они работают сейчас и имеют большие перспективы в будущем: являются основой систем передачи, обработки и преобразования изображений; применяются для преобразования невидимого глазом человека слабого светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучения в приборах ночного и технического видения; предназначены для передачи и переработки информации в ЭВМ, в системах коммуникации и другой аппаратуре с применением волоконной оптики; используются в медицине как для диагностики, так и для терапии и хирургии; установлены на космических аппаратах для осуществления их ориетации и навигации, а также исследований Земли и Космоса; используются для зондирования атмосферы и океана с экологическими и метеорологическими целями; работают в системах охраны. Учебная работа Профессорско-преподавательский состав кафедры ведет подготовку студентов факультета электронной техники МЭИ по специальностям и специализациям: светотехника и источники света, оптико-электронные приборы и системы, электронные приборы; студентов радиотехнического факультета специализации "телевидение"; читает лекции, проводит семинары, упражнения и лабораторные занятия по следующим основным курсам подготовки бакалавров: Основы светотехники (85 часов лекций, 34 часа семинаров); Фотометрия (102 часа лекций, 51 час лабораторных занятий); Источники оптического излучения (85 часов лекций, 34 часа семинаров, 17 часов лабораторных занятий); Осветительные установки (68 часов лекций, 34 часа семинаров, 34 часа лабораторных занятий); Световые приборы (51 час лекций, 17 часов семинаров, 34 часа лабораторных занятий); Электрические сети светотехнических установок (34 часа лекций, 17 часов семинаров); Пускорегулирующие аппараты (34 часа лекций, 17 часов лабораторных занятий). Оптико-электронные системы (85 часов лекций, 34 часа лабораторных занятий). Фотоприемные устройства (119 часов лекций, 17 часов лабораторных занятий). Конструирование и технология оптико-электронных приборов (119 часов лекций, 34 часа семинаров, 34 часа лабораторных занятий). Оптические системы приборов (85 часов лекций, 34 часа семинаров, 17 часов лабораторных занятий). системы визуализации изображений (85 часов лекций, 34 часа лабораторных занятий). Оптико-электронные приборы космической техники (68 часов лекций, 17 часов семинаров). Теория оптико-электронных систем (85 часов лекций, 17 часов семинаров). Кроме этого, кафедра предлагает курсы лекций инженерной подготовки по пяти направлениям: "Основы светотехники и фотометрия", "Источники излучения", "Световые приборы", "Светотехнические установки" и "Оптико-электронные приборы". Дополнительные курсы лекций Учебники и учебные пособия В.В.Мешков "Основы светотехники", ч.1,1979 г. В.В.Мешков, А.Б.Матвеев "Основы светотехники", ч.2, 1989 г. В.В.Мешков, М.М.Епанешников "Осветительные установки", 1972 г. Н.А.Карякин "Световые приборы прожекторного и проекторного ти пов", 1966 г. В.В.Трембач "Световые приборы", 1990 г. В.С.Литвинов, Г.Н.Рохлин "Тепловые источники оптического излу чения", 1975 г. Основные направления научных исследований метрика цветосветовой среды; исследования принципов психофизического подобия в системах визуализации изображения; исследования новых технологий энергосбережения в осветительных установках; разработка газоразрядных ламп с несколькими основными электродами и схем их включения; разработка методов электротехнического и конструктивного расчета пускорегулирующих аппаратов для газоразрядных ламп, в том числе с несколькими основными электродами; создание методов расчета и оптимизация параметров галогенных ламп накаливания, имеющих инфракрасно-отражающие покрытия на колбах; разработка методов расчета и оптимизация параметров натриевых ламп высокого давления; создание методов управления тепловым полем колб и оптимизация параметров маломощных металлогалогенных ламп; разработка метода контроля технологических процессов нанесения сложных покрытий спектрогониофотометрическим методом; создание методов оценки качества цветных телевизионных полутоновых и знакографических изображений; анализ и разработка оптических систем световых приборов с повышенной эффективностью; расчет, разработка и исследование активно-импульсных систем видения; моделирование и исследование восприятия трехмерных (стерео) изображений с помощью ЭВМ и телевизионной техники; моделирование и исследование восприятия изображений на цветных дисплеях; исследование особенностей неупругого рассеяния излучения на водороде для объяснения красного смещения электромагнитного излучения в космосе; применение теории статистических решений к анализу оптико-электронных систем визуализации изображений для решения задач обнаружения и опознавания объектов; исследование поляризационных характеристик излучения, отраженного от подстилающих поверхностей; исследование распространения коротких световых импульсов в атмосфере и океане. Научные монографии Г.Н. Рохлин "Разрядные источники света", 1991 г. А.Е. Атаев "Зажигание разрядных источников излучения высокого давления", 1995 г. С.П. Решенов "Катодные процессы в дуговых источников излучения", 1991 г. Диссертации, защищенные на кафедре за последние пять лет Астахов И.Е. Перенос оптического излучения через случайно-неровную границу раздела двух мутных сред. Лисицин Д.В. Моделирование полей поляризационных характеристик излучения в слоях природных образований и оптимизация поляриметрической аппаратуры. Барцев А.А. Энергетический расчет оптических систем методом Монте-Карло в прямом ходе лучей. Василев Р.М. "Расчет и исследование зеркальных отражателей для световых приборов с 3-фазными металлогалогенными лампами" М., 1994 г. Международное сотрудничество Кафедра готова обучать иностранных специалистов и в плане стажировки, и в плане подготовки научных кадров высокой квалификации (доктора и кандидаты технических наук); принимать иностранных студентов для обучения на полном или частичном бакалаврском, магистерском и докторском курсах на русском языке в области светотехники и оптико-электронных приборов на согласованных условиях; налаживать сотрудничество в учебных и научных областях; организовывать научно-техническое сотрудничество с иностранными университетами и компаниями; организовывать педагогическое сотрудничество с университетами и техническими институтами различных стран, включая обменные студенческие программы; работать вместе с иностранными партнерами над совместными проектами, финансируемыми из различных фондов; направлять специалистов кафедры для чтения лекций студентам, аспирантам и научным сотрудникам в зарубежные университеты и научно-исследовательские организации, в том числе на долгий срок; проводить консалтинговую деятельность в интересах зарубежных и отечественных партнеров в области перечисленных выше научных и учебных направлений, проводить экспертизы проектов, оценивать перспективность проектов. Кафедра предлагает различные курсы лекций на немецком или французском языках по "Основам светотехники", "Фотометрии", "Источникам оптического излучения", "Пускорегулирующим аппаратам", "Программным средствам автоматизированного проектирования", "оптико-электронным приборам и системам" (на руссом языке); различные курсы переподготовки для преподавателей технических университетов (ознакомление с лабораторным оборудованием, подготовка лекционных курсов, совместная подготовка учебников для студентов, разработка учебного компьютерного программного обеспечения и т.д.); проведение 3-х месячных платных курсов "Техника и дизайн освещения" и "Светотехника для менеджеров", а также других платных курсов, например, "Расчет оптических элементов автомобильных фар на ЭВМ (на русском или английском языках); учебное лабораторное оборудование по всем вышеописанным курсам лекций в области светотехники и оптико-электронных приборов; организацию обмена научными работниками и преподавателями для выполнения совместных проектов; сотрудничество в разработке фотометрического оборудования, в частности, растрового фотометра для измерений силы света и установки для измерения линейности приемо-регистрирующих устройств; совместное выполнение научных проектов в области светотехники, а именно: выполнение экспертных проектов светотехнических установок; разработку проектных предложений по освещению объектов различного назначения (офисы, торговые залы, спортзалы и т.д.); разработку проектных предложений по искусственному освещению теплиц; разработку проектов архитектурного освещения зданий и сооружений; ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВ ЛЕКЦИЙ, ПРЕДЛАГАЕМЫХ КАФЕДРОЙ Профессор Матвеев А.Б. "Эстетика освещения" Профессор Литвинов В.С. "Методы оптимизации параметров источ ников света массового применения" Учебное оборудование, предлагаемое кафедрой Возможные темы диссертационных работ для защиты кандидатской диссертации и направления научных стажировок Научный руководитель - д.т.н.профессор . Матвеев А.Б. Тема. Исследование методов компьютерного проектирования архитектурного освещения. Основная цель работы: создание программы для психологически точного воспроизведения цветного изображения проектируемого объекта. Ожидаемые результаты: ускоренные методы проектирования архитектурного освещения. Возможное применение результатов: в практике работы проектных организаций и фирм, занимающихся архитектурным освещением. Научный руководитель - д.т.н.профессор . Атаев А.Е. Тема 1. Безбаластные источники излучения. Основная цель работы: создание источников излучения нового поколения. Возможное применение результатов: в установках наружного и внутреннего освещения. Тема 2. Методы расчета светового поля. Основная цель работы: расчет освещенности с помощью уравнений математической физики. Ожидаемые результаты: развитие теоретических представлений о световом поле. Возможное применение результатов:в учебных целях и для практических расчетов светотехнических установок. Научный руководитель - д.т.н.профессор . Литвинов В.С. Тема 1. Методы расчета, исследование и оптимизация параметров линейных галогенных ламп накаливания со специальными инфракрасными отражающими покрытиями. Ожидаемые результаты: создание моделей процессов, разработка методов расчетных оценок проявления многократных отражений в системах с отражающими покрытиями Возможное применение результатов: тепловые источники света с существенно повышенной световой отдачей или повышенным сроком службы. Тема 2. Методы расчета, исследование и оптимизация параметров разрядных источников света массового применения усложненного исполнения. Научный руководитель - д.т.н.профессор . Решенов С.П. Тема 1. Зажигание, расчет параметров натриевых ламп высокого давления. Тема 2. Тепловые поля колб, методы расчета параметров металлогалогенных ламп средней мощности. Научный руководитель - к.т.н.доцент . Петров В.М. Тема 1. Разработка гониофотометров и метрологического обеспечения измерения пространственных характеристик световых приборов с малых расстояний (с большим угловым разрешением). Тема 2. Разработка методов и установок для применения линейности приемно-регистрирующих устройств повышенной точности. Научный руководитель - к.т.н. доцент Рычков В.И. Тема 1. Разработка отражателей для световых приборов с повышенной эффективностью. Тема 2. Разработка зеркальных разрядных ламп с большим сроком службы. По направлению "Оптико-электронные приборы и системы" все возможные темы диссертационных работ для защиты кандидатских диссертаций и направлениям научных стажировок соответствуют основным направлениям научных исследований, изложенным выше. 2.3. Требования к инженеру в области оптико- электронных приборов и систем Требования к уровню подготовки лиц, успешно завершивших обучение по программе инженера по специальности 190700 Оптико-электронные приборы и системы. Общие требования к образованности инженера. Инженер должен отвечать следующим требованиям: - знаком с основными учениями в области гуманитарных исоциально-экономических наук, способен научно анализироватьсоциально-значимые проблемы и процессы, умеет использоватьметоды этих наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности; - знает этические и правовые нормы, регулирующие отношение человека к человеку, обществу, окружающей среде, умеетучитывать их при разработке экологических и социальных проектов; - имеет целостное представление о процессах и явлениях,происходящих в неживой и живой природе, понимает возможностисовременных научных методов познания природы и владеет ими на уровне, необходимом для решения задач, имеющих естественнонаучное содержание и возникающих при выполнении профессиональныхфункций; - способен продолжить обучение и вести профессиональную деятельность в иноязычной среде (требование рассчитано на реализацию в полном объеме через 10 лет); - имеет научное представление о здоровом образе жизни, владеет умениями и навыками физического самосовершенствования; - владеет культурой мышления, знает его общие законы, способен в письменной и устной речи правильно (логично) оформить его результаты; - умеет на научной основе организовать свой труд, владеет компьютерными методами сбора, хранения и обработки (редактирования) информации, применяемыми в сфере его профессиональной деятельности; - владеет знаниями основ производственных отношений и принципами управления с учетом технических, финансовых и человеческих факторов; - умеет использовать методы решения задач на определение оптимальных соотношений параметров различных систем; - способен в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, умеет приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии; - понимает сущность и социальную значимость своей будущей профессии, основные проблемы дисциплин, определяющих конкретную область его деятельности, видит их взаимосвязь в целостной системе знаний; - способен к проектной деятельности в профессиональной сфере на основе системного подхода, умеет строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ; - способен поставить цель и сформулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций, умеет использовать для их решения методы изученных им наук; - готов к кооперации с коллегами и работе в коллективе, знаком с методами управления, умеет организовать работу исполнителей, находить и принимать управленческие решения в условиях противоречивых требований, знает основы педагогической деятельности; - методически и психологически готов к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами. Требования к знаниям и умениям по дисциплинам. Требования по общим гуманитарным и социально-эко- номическим дисциплинам. Требования к знаниям и умениям выпускников соответствуют Требованиям (Федеральный компонент) к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки выпускника высшей школы по циклу "Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины", утвержденным Государственным комитетом Российской Федерации по высшему образованию 18 августа 1993 года. Требования по математическим и общим естественнонаучным дисциплинам. Инженер должен: в области математики и информатики: иметь представление: - о математике как особом способе познания мира, общности ее понятий и представлений; - о математическом моделировании; - об информации, методах ее хранения, обработки и передачи; знать и уметь использовать: - основные понятия и методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного, операционного исчисления, теории вероятностей и математической статистики, дискретной математики; - математические модели простейших систем и процессов в естествознании и технике; - вероятностные модели для конкретных процессов и проводить необходимые расчеты в рамках построенной модели; иметь опыт: - употребления математической символики для выражения количественных и качественных отношений объектов; - исследования моделей с учетом их иерархической структуры и оценкой пределов применимости полученных результатов; - использования основных приемов обработки экспериментальных данных; - аналитического и численного решения алгебраических уравнений; - исследования, аналитического и численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений; - аналитического и численного решения основных уравнений математической физики; - программирования и использования возможностей вычислительной техники и программного обеспечения; в области физики, теоретической механики, химии и экологии иметь представление: - о Вселенной в целом как физическом объекте и ее эволюции; - о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития; - о дискретности и непрерывности в природе; - о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения объектов, переходах в неупорядоченное состояние и наоборот; - о динамических и статистических закономерностях в природе; - о вероятности как объективной характеристике природных систем; - об измерениях и их специфичности в различных разделах естествознания; - о фундаментальных константах естествознания; - о принципах симметрии и законах сохранения; - о соотношениях эмпирического и теоретического в познании; - о состояниях в природе и их изменениях со временем; - об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе; - о времени в естествознании; - об основных химических системах и процессах; - о взаимосвязи между свойствами химической системы, природой веществ и их реакционной способностью; - о методах химической идентификации и определения веществ; - об особенностях биологической формы организации материи, принципах воспроизводства и развития живых систем; - о биосфере и направлении ее эволюции; - о целостности и гомеостазе живых систем; - о взаимодействии организма и среды, сообществе организмов, экосистемах; - об экологических принципах охраны природы и рациональном природопользовании, перспективах создания не разрушающих природу технологий; - о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования для построения технических устройств; - о физическом, химическом и биологическом моделировании; - о последствиях своей профессиональной деятельности с точки зрения единства биосферы и биосоциальной природы человека; знать и уметь использовать: - основные понятия, законы и модели механики, электричества и магнетизма, колебаний и волн, оптики, квантовой физики, статистической физики и термодинамики, физических основ электроники, химических систем, химической термодинамики и кинетики, реакционной способности веществ, химической идентификации, экологии; - методы теоретического и экспериментального исследования в физике, оптике, теоретической механике, химии, экологии; - уметь оценивать численные порядки величин, характерных для различных разделов естествознания. Требования по общепрофессиональным дисциплинам. Инженер должен: иметь представление: - о тенденциях развития прикладной оптики, оптического приборостроения, оптической технологии; - о тенденциях развития элементной базы оптических приборов, источников и приемников оптического излучения, оптико-электронных систем; - о тенденциях развития и проблемах оптических измерений, контроля и исследования оптических элементов и приборов; о методах качественного и количественного анализа особо опасных, опасных и вредных антропогенных факторов; - о научных и организационных основах мер ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и других чрезвычайных ситуаций; знать и уметь использовать: - методы проектирования оптических систем и приборов, номенклатуру, состав, физические принципы устройства и функционирования, элементную базу оптических приборов различного назначения, их основные характеристики и показатели качества; - физические принципы устройства, основные характеристики, номенклатуру и области применения источников и приемников оптического излучения; - схемы и математические модели преобразования сигналов в оптико-электронных системах; - методы расчета, синтеза, анализа и оптимизации оптических систем; - номенклатуру, характеристики и свойства оптических деталей и материалов, этапы технологических процессов и оборудование оптического производства, принципы сборки и юстировки оптических приборов; - основы метрологии и обработки результатов измерений, принципы и методы измерений параметров и характеристик оптических материалов, деталей и систем; - основы инженерной и компьютерной графики, общие принципы конструирования, системы допусков и посадок, свойства и номенклатуру конструкционных материалов в оптическом приборостроении, типовые конструкции деталей и узлов оптических приборов; - фундаментальные положения электротехники и электроники, свойства и характеристики электрических цепей, полупроводниковые приборы, элементы цифровой электроники, элементную базу микропроцессорной техники, принципы организации и функционирования устройств вычислительной техники; - принципы обеспечения условий безопасности жизнедеятельности при разработке и эксплуатации аппаратуры и систем различного назначения; - различные классы оптических приборов и основные технические задачи решаемые с их помощью; - методы и средства разработки и конструирования оптических приборов и систем; - методы и средства автоматизированного проектирования оптических систем и приборов; - инструментальные средства компьютерной графики и автоматизированного конструирования; иметь опыт: - анализа технического задания на разработку оптического прибора, выбора на его основе принципа действия, функциональной и структурной схем, элементной базы, разработки и конструирования отдельных узлов и прибора в целом; - анализа, синтеза и оптимизации оптических систем с использованием средств автоматизированного проектирования; - использования компьютерных систем автоматизированного конструирования и контроля оптических элементов и систем; - разработки основных процессов оптической технологии; - выполнения схемотехнических расчетов оптических систем; - использования типовых оптических приборов для решения технических задач; - анализа условий безопасности и выбора технических и организационных мероприятий по безопасности на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации оптических приборов и систем. Требования по специальным дисциплинам. Инженер должен: иметь представление: - об основных научно-технических проблемах и перспективах развития области техники, соответствующей специальной подготовке; - о проблеме улучшения качества оптических и оптикоэлектронных приборов; - о проблемах рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов при производстве оптических и оптико-электронных приборов; - о проведении теоретических и экспериментальных исследований в области специальной подготовки с использованием современных методов математического моделирования, средств вычислительной техники; - о мероприятиях по предупреждению возникновения дефектов и брака выпускаемой оптико-электронной продукции; знать и уметь использовать: - методы исследования, конструирования, расчета и производства оптических и оптико-электронных приборов и систем, перспективных явлений и материалов; - прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования; - экономико-математические модели технологических процессов оптического призводства; - технико-экономические требования к изучаемым оптическим и оптико-электронным приборам и научно-технические средства их реализации. Дополнительные требования к специальной подготовке инженера определяются высшим учебным заведением с учетом особенностей специализации. 3.5. Вывод В настоящее время оптико-электронные приборы и системы играют большую роль в технике, зачастую определяя принципы работы тех или иных технических комплексов и аппаратуры. Оптико-электронные приборы и системы сегодня бурно развиваются, и именно с ними современные ученые и инженеры-оптоэлекронщики связывают перспективы развития техники и технологий в третьем тысячелетии. На основе оптико-электронных приборов (а это и интегральные микросхемы следующих поколений) будут в недалеком будущем создаваться целые вычислительные комплексы с немыслимым ныне быстродействием. Также следует ожидать внедрения оптико-электронных приборов в средства коммуникаций и связи. Этому способствуют немалое число сделанных в последнее время открытий и разработок в области оптико-электронных устройств, свойств материалов и эффектов. Ожидая таких воистину революционно-технологических преобразований, необходимо позаботиться и о подготовке инженерных специалистов, круг специализаций которых в этой области необычайно широк. В ближайшие годы специальность "инженер в области оптико-электронных приборов и систем" -станет самой наиболее пользующейся спросом технической специальностью, хотя уже сейчас ощущается острый дефицит подобных специалистов, как в России, так и за рубежом. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Марченко А. Р., Петрунин Н. Г. Оптоэлектронные устройства. -М.: Наука, 1996. Энциклопедический словарь по электронике. / Под ред. Чернявского А. Б. -М., Сов. Энциклопедия, 1989. Физика и физико-технические исследования в области оптико-электронных приборов и систем. / Межвузовский сборник. Под ред. С. П. Игонина и др. -М., 1998. Матросов П. П. Инженер - специальность XXI века. -М.: Знание, 1997. Костромчук З. Я. Оптоэлектроника. Учебник для ВТУЗов. -М.: Наука, 1995. Научно-технические журналы Физика, Вопросы истории естествознания и техники, Информацирнные технологии в образовании (электронный журнал ЦНИТ МГУ им. М. В. Ломоносова), Курьер РАН, Мир связи. 1997-1999 гг. 1 44 Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками, графиками, приложениями и т.д., достаточно просто её СКАЧАТЬ.  |
|
Банк готовых работ
Форма заказа
Скачать работу
экономические  Copyright © refbank.ru 2005-2024
Все права на представленные на сайте материалы принадлежат refbank.ru. Перепечатка, копирование материалов без разрешения администрации сайта запрещено. |
|