Научный архив: статьи

Тепловизионные системы наблюдения давно и прочно зарекомендовали себя в качестве почти безальтернативной технологии для всепогодного наблюдения, разведки, целеуказания, борьбы c пожарами и др. В этой статье рассмотрим параметры и некоторые тенденции развития тепловизоров на конкретных примерах.

В данной статье рассмотрены некоторые свойства и характеристики наиболее широко применяемых охлаждаемых матричных фотоприемных устройств для инфракрасных камер, а также возможные перспективы развития рынка в “постпандемическую” эпоху

Продолжен предпринятый ранее в ряде работ анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе. Двойное полупроводниковое соединение арсенид галлия (GaAs) — традиционный материал СВЧ-электроники. До недавних пор одним из наиболее быстрорастущих сегментов рынка применений этого материала были высокочастотные интегральные схемы на GaAs для мобильной телефонии. Однако, парадигма развития рынка GaAs меняется. Новым двигателем развития мирового рынка арсенида галлия становится фотоника и терагерцовая техника. Это означает, что в технологиях выращивания монокристаллов GaAs произойдет смена акцентов в сторону кристаллов «оптоэлектронного качества», получаемых методом вертикальной направленной кристаллизации. В средне- и долгосрочной перспективе мировые рынки пластин и эпитаксиальных структур GaAs будут расти. В ближайшей перспективе необходимо учитывать последствия пандемии COVID. Пока рынок GaAs тесно связано с разработками на рынке смартфонов. Очень вероятно, что после длительного периода роста рынок GaAs будет второй год подряд сокращаться — производство GaAs в 2020 году может снизиться на 11—12 %. Если предположить, что пандемия будет как-то взята под контроль в 2021 году, общее производство смартфонов вероятно, вырастет начиная с 2021 г.
На данный момент российский рынок полупроводниковых соединений для развития фотоники и электронно-компонентной базы (GaAs и др.) имеет незначительный объем и в ближайшей перспективе не достигнет уровня, необходимого для появления конкурентоспособного отечественного производителя, даже при условии выполнения программ импортозамещения. В то же время, существует понимание, что для создания современной электронной компонентной базы в России необходимо развивать производства исходных материалов.

Развитие рынка инфракрасных (ИК) тепловизионных приборов с момента их возникновения было обусловлено прежде всего применением этих устройств в военной технике. Сегодня спрос на тепловизионные камеры наблюдения в военном секторе по-прежнему обеспечивает некоторый рост рынка. Но парадигма развития изменилась – основное увеличение объема выпускаемой продукции связано с гражданской термографией, охранным и пожарным наблюдением, персональными системами ночного видения (PVS) и локальными рынками безопасности (муниципальными, частными и пр.).
Растущий спрос на тепловизионные ИК-системы, продиктованный как военным, так и гражданским применением, в свою очередь, вызовет рост мирового рынка тепловых фотоприемных устройств в ближайшие годы.

Продолжен предпринятый в работе [1] анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе.

До недавних пор одним из наиболее быстрорастущих сегментов рынка применений этого материала были высокочастотные интегральные схемы на GaAs для мобильной телефонии. Однако парадигма развития рынка GaAs меняется. Новым двигателем развития мирового рынка арсенида галлия становится фотоника.

В обзоре рассмотрены инфракрасные детекторы тепловизионной техники. Устройства востребованы в системах и комплексах гражданской и медицинской термографии, охранного и пожарного наблюдения, персональных системах
ночного видения и обеспечения безопасности. Представлено сравнение фотонных и тепловых детекторов разного типа от разных мировых производителей. Дан экспертный прогноз изменений динамики роста рынка и тенденций его пост-пандемического развития.

Рассмотрены фотомемристоры на основе двумерных материалов, таких как графен, оксид графена, дисульфиды переходных металлов, и квантовых точек. Показано, что низкоразмерные материалы в фотомемристорных сенсорах позволяют детектировать свет в широком УФ-ИК диапазоне и обрабатывать оптические сигналы в самом сенсоре. Интеллектуальные фотосенсоры со встроенными нейронными сетями, подобные сетчатке глаза, могут быть изготовлены из гибких биосовместимых материалов, и использоваться в автономных сенсорных системах распознавания объектов в реальном времени.

С 15 по 20 июля 2024 года в Республике Бурятия, с. Сухая состоялась XV Конференция по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе. Конференция была организована Сибирским отделением Российской академии наук, Институтом геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск, ООО «Старт Инжиниринг», г. Иркутск. Приведен краткий обзор представленных докладов c акцентом на вопросы промышленного производства высокоомного кремния для оптоэлектроники

Исследована степень разложения метилэтилкетона в водном растворе при воздействии плазмы высоковольтного наносекундного разряда, инициируемого над поверхностью и в объёме раствора. Электроразрядная очистка от тестового загрязнителя производилась для образцов растворов на основе дистиллированной и грунтовой вод. Наибольшая степень разложения метилэтилкетона около 94 % была получена для случая раствора на основе грунтовой воды при воздействии неравновесной низкотемпературной плазмы разряда в воздухе атмосферного давления, формируемой над поверхностью раствора. Показано, что увеличение степени разложения тестового загрязнителя обеспечивается в режиме растягивания во времени процесса обработки растворов плазмой, а не увеличения частоты следования импульсов напряжения.

Впервые получено интегро-дифференциальное уравнение для расчета проникновения магнитного поля в сверхпроводник в мейснеровском состоянии для нестационарного случая с учетом возбуждения как сверхпроводящих, так и нормальных электронов согласно двухжидкостной модели сверхпроводников. При синусоидальном изменении магнитного поля данное интегро-дифференциальное уравнение сводится к модифицированному уравнению Лондонов, в котором получено комплексное выражение для глубины проникновения переменного магнитного поля в зависимости от частоты изменения магнитного поля и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов. С помощью модифицированного уравнения Лондонов рассмотрено проникновение переменного магнитного поля в плоскопараллельную сверхпроводящую пластину конечной толщины в зависимости от частоты поля.

Исследование квазистационарного электромагнитного поля на оси тороидального соленоида электрометрическим методом. Произведен эксперимент по обнаружению электрического поля на оси внутреннего отверстия экранированного тороидального соленоида с переменным током частотой 50 Гц. Измеренная электрометрическим методом ЭДС составляет 250 мВ. Показа-но, что это не связано с магнитным полем рассеяния. Полученный результат объясняется присутствием на оси тороида нестационарного векторного потенциала. За счет этого возникает силовое воздействие на электроны в металлическом зонде. Обсуждаются возможные теоретические вопросы и технические задачи, связанные с использованием электрических систем тороидального типа. Исследование квазистационарного электромагнитного поля на оси тороидального соленоида электрометрическим методом. Произведен эксперимент по обнаружению электрического поля на оси внутреннего отверстия экранированного тороидального соленоида с переменным током частотой 50 Гц. Измеренная электрометрическим методом ЭДС составляет 250 мВ. Показа-но, что это не связано с магнитным полем рассеяния. Полученный результат объясняется присутствием на оси тороида нестационарного векторного потенциала. За счет этого возникает силовое воздействие на электроны в металлическом зонде. Обсуждаются возможные теоретические вопросы и технические задачи, связанные с использованием электрических систем тороидального типа.