Микротепловизоры для разных спектральных диапазонов. Обзор вариантов

УДК 621.382 : 535.231.62, ББК 32.854.12, К 59
Фундаментальные исследования обеспечивают создание принципиально новых прорывных технологий, а в перспективе - лидирующее положение Российской Федерации в будущем мире [1-5]. Козлов Александр Иванович, к.т.н., и Харламов Алексей Георгиевич, к.ф.-м.н., проводят самостоятельные фундаментальные исследования по наиболее перспективным направлениям, определяемым внутренней логикой развития науки и потребностью генерации новых научных знаний. Указанные исследования обладают расширяющейся индустриальной сферой применения в передовых IT-производствах и перспективных научных исследованиях [1]. Фундаментальные результаты могут быть применены для создания многоспектральных фотоприемников сверхвысокой размерности и мозаичных излучателей, а также микротепловизоров [1-5]. Однако на начальном этапе конкретные изделия не прогнозируются. Микротепловизоры защищены действующими частными патентами на изобретения и 47 оригинальными научными монографиями, авторы: Козлов А.И. и Харламов А.Г.; 2020-24гг. Козлов Александр Иванович – к.т.н., с.н.с., эксперт РАН, автор монографий, дизайнер, издатель, научный руководитель издательских проектов; Харламов Алексей Георгиевич – к.ф.-м.н., с.н.с., эксперт РАН, доцент ННГУ, соавтор монографий, соруководитель издательских проектов и научный редактор монографий и патентов [1-5].
I. Тепловизионное динамическое видеозеркало. Такой микротепловизор выполняют на одном кристалле монолитного фотоприемника с оптическим выходом, в виде одного бескорпусного кристалла мультиплексора с дополнительно интегрированным на него массивом n×m фотодетекторов и излучателей [3].
Общий вид и поперечный разрез микротепловизора с оптическим выходом на одном кристалле монолитного фотоприемника, состоящего из матрицы фотодетекторов и излучателей на кристалле мультиплексора, представлен в докладе на рис.1, где 9 – контактные площадки, 15 – фотодетекторы, излучатели и ячейки считывания, 11 – ИК или ТГц фотодетектор, 16 – излучатель, 17 – ячейка считывания и излучения, 13 – мультиплексор, 14 – блок охлаждения [Патент № RU2765883С1].
II. Тепловизионный динамический преобразователь спектра сигнала. Такой вариант микротепловизора выполняют на основе бескорпусного гибридного фотоприемника с оптическим выходом в виде бескорпусной гибридной микросборки двух кристаллов: кристалла матрицы фотодетекторов и кристалла мультиплексора и с дополнительным (третьим) кристаллом массива излучателей; кристалл матрицы фотодетекторов и третий, дополнительный кристалл массива излучателей содержат матрицы n×m фотодетекторов и излучателей [4].
Общий вид и поперечный разрез тепловизора с оптическим выходом на основе гибридного фотоприемника в виде гибридной микросборки двух кристаллов: матрицы фотодетекторов и кристалла мультиплексора с дополнительным, 3-им кристаллом массива излучателей, показан в докладе на рис.2, где 1 – контактные площадки, 2 – кристалл матрицы фотодетекторов, 3 – ячейки считывания, 4 – ИК или ТГц фотодетектор, 5 – индиевые микростолбы, 6 – кристалл мультиплексора, 7 – блок охлаждения, 15 – хладопровод, например, из меди, 16 – дополнительный кристалл массива излучателей, 17 – излучатель [Патент № RU2766053С1].
Благодарности: Авторы выражают благодарности Академику РАН А. В. Латышеву за поддержку исследований; Академику РАН А. Л. Асееву - за обсуждение результатов исследований; к.т.н. А. Р. Новоселову - за обсуждение данных по мозаичным фотоприемникам (МФП) высокой размерности; доценту, к.ф.-м.н. А. Г. Харламову - за рассмотрение расширенной области применения МФП сверхвысокой размерности и критическое обсуждение фундаментальных подходов в исследовании технологии создания микротепловизоров разных спектральных диапазонов. Иллюстрации подготовлены автором – к.т.н. Козловым Александром Ивановичем.
/aikozlov13@mail.ru/