магають охолодження і здатні працювати при температурі навколишнього середовища, дозволяючи створювати досить практичні тепловізори. Основні недоліки мікроболометричних матриць: нижча в порівнянні з фотонними матрицями чутливість і метрологічна стабільність.
Схема неохолоджуваної Болометрична матриці зображена на рис. 5. Кожен чутливий елемент може реалізувати принцип резистивного, піроелектричного або ферроелектріческого детектора. У резистивних елементах поглинене ІЧ-випромінювання змінює їх електричний опір, що реєструється електронною схемою зчитування сигналу. У піроелектричних елементах, при температурах нижче точки Кюрі, зміна їх температури призводить до модуляції поверхневого електричного заряду, тобто до появи електричного струму.
Піроелектричний ефект може бути посилений накладенням електричного поля, що призводить до ферроелектріческім феноменам. У сучасних матрицях мається поглинаючий випромінювання шар, виконаний у вигляді четвертьволновой оптичної порожнини товщиною близько 1 мкм. Окремі чутливі майданчики теплоізольовані один від одного з метою забезпечити максимальне просторове і температурне дозвіл.
Як і в фотонних матрицях, використовують два типи архітектури елементів: гібридну і монолітну.
У гібридних матрицях детектор і пристрій зчитування сигналу, виконане на основі кремнієвої структури, виготовлені окремо один від одного і потім зібрані разом.
У монолітних матрицях детектор розміщують над схемою зчитування безпосередньо в процесі виготовлення, що забезпечує кращі детектуючі параметри.
Типова комерційна болометрична матриця складається з 320 * 240 елементів і забезпечує температурний дозвіл на рівні 100 мК (в лабораторних системах досягнуто дозвіл близько 10 мк).
Фотонні матриці. Найбільш поширені типи фотонних матриць виконані на основі бар'єру Шоттки (Shottky barrier), суперрешетках (super1attice), власної провідності (intrinsic) і Z-планарної (Z-p1ane) технології.
Матриці на основі бар'єру Шоттки. Даний тип детектора був запропонований Ф. Шепардом і А. Янгом в 1973 р.
В даний час багатьма компаніями розроблені матриці розміром до 512 * 512, здебільшого використовують силицид платини PtSi. Даний матеріал працює в діапазоні 3 ... 5 мкм, вельми стабільний в часі і стійкий до підвищених температури. Незважаючи на низьку квантову ефективність (- 1%), PtSi фотоприймачі забезпечують температурний дозвіл до 0,05? С. Силіцид галію GaSi дозволяє розширити спектральний діапазон до 8 ... 16 мкм.
Матриці на суперрешетках. У цих фотоприймачах, до яких також відносять квип (QWIP) детектори, що перемежовуються шари різних напівпровідників різної товщини дозволяють змінювати область спектральної чутливості.
Найбільш перспективна технологія використовує матеріал GaAs-GаА1Аs, створений в 1987. Довгохвильовий кордон суперрешеток може змінюватися від 6 до 11 мкм при обнаружительной здібності в діапазоні від 1010 до 1011 см * Гц1 / 2 Вт (рівень охолодження від 50 до 70 К). Володіючи квантової ефективністю від 5 до 10% на довжині хвилі 9,5 мкм, ці фотоприймачі забезпечують досить високу температурне дозвіл (до 0,01? С).
За сукупністю параметрів матричні квип-детектори великого формату дозволили створити високочут...
