Измерительные преобразователи систем оптической диагностики с многофункциональными одноэлементными фотоприемниками
https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-3-215-226
- Р Р‡.МессенРТвЂВВВВВВВВжер
- РћРТвЂВВВВВВВВнокласснРСвЂВВВВВВВВРєРСвЂВВВВВВВВ
- LiveJournal
- Telegram
- ВКонтакте
- РЎРєРѕРїРСвЂВВВВВВВВровать ссылку
Полный текст:
Аннотация
Современные измерительные преобразователи систем оптической диагностики должны автоматически оценивать параметры оптического сигнала и переключаться между различными диапазонами энергетической и спектральной характеристиками чувствительности. Это требует применения нескольких фотоприемников, сложных оптических схем и сложных алгоритмов обработки измерительных сигналов. Целью работы являлся анализ применимости многофункциональных одноэлементных фотоэлектрических преобразователей на базе полупроводников с низкой концентрацией глубокой примеси, формирующей в запрещенной зоне несколько энергетических уровней для разных зарядовых состояний, в измерительных преобразователях систем оптической диагностики.
Относительная сложность физических процессов при перезарядке нескольких энергетических уровней многозарядной глубокой примеси позволяет реализовать многофункциональность фотоэлектрического преобразователя при простой конструкции чувствительного элемента.
Показано, что фотоэлектрические одноэлементные преобразователи характеризуются расширенными функциональными характеристиками и увеличенными диапазонами энергетической (на несколько десятков децибел) и спектральной характеристик чувствительности (со сдвигом на 2–4 мкм в диапазоне спектральной чувствительности 1–10 мкм) с возможностью переключения между поддиапазонами энергетической и спектральной характеристик чувствительности под действием как измерительного сигнала, так и дополнительных управляющих воздействий. В качестве основного материала резистивной или барьерной структуры фотоприемника могут использоваться германий, кремний, полупроводниковые соединения типа А3В5 и другие материалы, в том числе совместимые с «не кремниевыми» технологиями и структурами на сапфировых подложках.
Об авторах
Р. И. ВоробейБеларусь
О. К. Гусев
Беларусь
А. И. Свистун
Беларусь
А. К. Тявловский
Беларусь
К. Л. Тявловский
Россия
Адрес для переписки: Тявловский К.Л. – Белорусский национальный технический университет, пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013. e-mail: ktyavlovsky@bntu.by
Л. И. Шадурская
Беларусь
Список литературы
1. Balin, A. Opticheskaya diagnostika atmosfery / A. Balin // Fotonika. - 2009. - № 5. - C. 30−33.
2. Gulyaev, P.Yu. Opticheskaya diagnostika protsessov goreniya i vzryva v poroshkovoi metallurgii / P.Yu. Gulyaev [Elektronnyi resurs]. - Rezhim dostupa: http://elib/books/Files/va1998_1/pages/08_p.htm. - Data dostupa: 26.02.2015.
3. Lysenko, S.A. Metody opticheskoi diagnostiki biologicheskikh ob"ektov / S.A. Lysenko. - Minsk : BGU, 2014. - 231 s.
4. Filachev, A.M. Fotopriemniki v optiko-elektronnykh priborakh i sistemakh / A.M. Filachev, I.I. Taubkin, M.A. Trishenkov. - M. : Fizmatkniga, 2016. - 104 s.
5. Formozov, B.N. Aerokosmicheskie fotopriemnye ustroistva v vidimom i infrakrasnom diapazonakh / B.N. Formozov. - SPb. : SPbGUAP, 2002. - 120 s.
6. Gusev, O.K. Metodologiya i sredstva izmerenii parametrov ob"ektov s neopredelennymi sostoyaniyami / O.K. Gusev [i dr.]; pod obshch red. O.K. Guseva. - Minsk : BNTU, 2010. - 582 s.
7. Masol, I.V. Informatsionnye nanotekhnologii. / I.V. Masol, V.I. Osinskii, O.T. Sergeev. - Kiev : Izd-vo Makros, 2011. - 560 s.
8. Gusev, O.K. Proektirovanie i upravlenie metrologicheskimi kharakteristikami fotoelektricheskikh preobrazovatelei na osnove poluprovodnikov s mnogozaryadnymi primesyami / O.K. Gusev, A.I. Svistun, L.I. Shadurskaya, N.V. Yarzhembitskaya // Datchiki i sistemy. - 2011. - № 1. - S. 19-23.
9. Glinchuk, K.D. Rekombinatsionnye kharakteristiki germaniya i kremniya, ispol'zuemykh v poluprovodnikovom priborostroenii / K.D. Glinchuk, H.M. Litovchenko, E.G. Miselyuk // Poluprovodnikovaya tekhnika i mikroelektronika. − 1978. - № 21. − S. 3−22.
10. Yashin, A.N. Primenimost' uproshchennoi modeli Shokli-Rida-Kholla dlya poluprovodnikov s razlichnymi tipami defektov / A.N. Yashin // Fizika i tekhnika poluprovodnikov. - 2005. - T. 39, № 11. - S. 131−133.
11. Vorobey, R.I. Photoelectric semiconductor converters with a large dynamic range / R.I. Vorobey [et al.] // Przeglad electrotechniczny. - 2014. - No. 5.- P. 5-78. https://doi.org/10.12915/pe.2014.05.16
12. Khudaverdyan, S.Kh. Photo-detecting characteristics of double barrier structures // ELSEVIER, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A. - 2003. - Vol. 504/1-3. - R. 350-353. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)00768-X
13. Sokolov, S.V. Opticheskii komparator. Pat. RF № 2020551 Kl. G06E3. - 1994.
14. Kozlov, Yu.F. Struktury kremniya na sapfire: tekhnologiya, svoistva, metody kontrolya, primenenie / Yu.F Kozlov, V.V. Zotov. - M. : MIET, 2004. - 380 s.
15. Andreou, A.G. Silicon on sapphire CMOS for optoelectronic microsystems / A.G. Andreou [et al.] // Circuits and Systems. - 2001. - Vol. 1. - P. 22-30. https://doi.org/10.1109/7384.963464
16. Vityaz', P.A. Nanomaterialovedenie. / P.A. Vityaz', N.A. Svidunovich, D.V. Kuis. - Minsk : Vysheishaya shkola, 2015. - 511 s.
17. Wado N Epitaxial growth of SiGe on AІ2O3 using Si2H6 gas and Ge solid source moleeular beam epitaxy / H. Wado, K. Ohtani, M. Ishida // J.Ciystl.Growth. - 1996. - V. 169.-P.457-462, https://doi.org/10.1016/80022-0248(97)80004-8
Рецензия
Для цитирования:
Воробей Р.И., Гусев О.К., Свистун А.И., Тявловский А.К., Тявловский К.Л., Шадурская Л.И. Измерительные преобразователи систем оптической диагностики с многофункциональными одноэлементными фотоприемниками. Приборы и методы измерений. 2018;9(3):215-226. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-3-215-226
For citation:
Vorobei R.I., Gusev O.K., Svistun A.I., Tyavlovsky A.K., Tyavlovsky K.L., Shadurskaya L.I. Measuring transducers for optical diagnostic system with multifunctional unitary photovoltaic converters. Devices and Methods of Measurements. 2018;9(3):215-226. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2018-9-3-215-226
ISSN 2414-0473 (Online)