زرنيخيد الغاليوم الإنديوم يتم توفير مستشعرات (InGaAs) بواسطة PAM-XIAMEN ، الشركة المصنعة لأجهزة الاستشعار InGaAs مبدأ عملها هو في الواقع مبدأ الموجات القصيرة تحت الحمراء (SWIR). ومبدأ عمل المستشعر المستند إلى SWIR مشابه لمبدأ المستشعر القائم على CMOS ، حيث يقوم بتحويل الفوتونات إلى إلكترونات. يجب أن تستخدم تقنية SWIR InGaAs أو MCT أو HgCdTe الحساسة لضوء الأشعة تحت الحمراء.
تعتمد حساسية هذه المستشعرات للأطوال الموجية المختلفة على تركيبها الكيميائي. تتطلب كلتا هاتين المادتين تبريدًا قويًا لتحقيق النسبة المناسبة للإشارة إلى الضوضاء (SNR) ، لكن MCT يتطلب عادةً تبريدًا مبردًا. لذلك ، يتم استخدام مستشعر InGaAs بشكل أكثر شيوعًا لأنه أكثر عملية واقتصادية. فيما يلي المعلومات المحددة لمستشعر InGaAs القائم على SWIR.
1. مواصفات مستشعر InGaAs
البند 1:
| بند | PAM-SW640-F15c |
| حجم | 640 × 512 |
| حجم بكسل | 15 ميكرومتر |
| الاستجابة الطيفية | 0.9 ~ 1.7 ميكرومتر |
| منطقة فعالة | 9.6 ملم × 7.68 ملم |
| عامل التعبئة | 100٪ |
| كفاءة ذرية | ≥65٪ (1.0 ~ 1.6 ميكرومتر） |
| معدل الكشف D * | ≥5 × 1012سم هرتز1/2W-1 |
| إلكترونيات صاخبة | 50 هـ– HG |
| سعة بئر كاملة | 1.8 × 106e–(@ LG ، 1.8 فولت)
7.3 × 104e–(@ MG ، 1.8 فولت) 1.7 × 104e–(@ HG ، 1.8 فولت) |
| النطاق الديناميكي | 76 ديسيبل (الوضع الخطي)
120 ديسيبل (الوضع اللوغاريتمي) |
| عدم انتظام الاستجابة الطيفية | ＜ 3٪ |
| معدل البكسل القابل للتشغيل | 99.5٪ |
| زمن التعرض | 37 μs ~ وقت الإطار |
| التبريد TEC | TEC 1 |
| وضع القراءة | ITR، IWR، NORO، IMRO |
| درجة حرارة التشغيل | -40 ~ 60 درجة |
| درجة حرارة التخزين | -40 ~ 70 درجة |
البند 2 ：
| بند | PAM-SW320-F30a |
| حجم | 320 × 256 |
| حجم بكسل | 30 ميكرومتر |
| الاستجابة الطيفية | 0.9 ~ 1.7 ميكرومتر |
| منطقة فعالة | 9.6 ملم × 7.68 ملم |
| عامل التعبئة | > 99٪ |
| كفاءة ذرية | ≥65٪ （1.0 ~ 1.6 ميكرومتر） |
| معدل الكشف D * | ≥5 × 1012سم هرتز1/2W-1 |
| إلكترونيات صاخبة | 50 هـ– HG |
| سعة بئر كاملة | 3.5 × 106e–(@ إل جي)
1.7 × 104e–(HG) |
| عدم انتظام الاستجابة الطيفية | ≤4٪ |
| معدل البكسل القابل للتشغيل | > 99٪ |
| زمن التعرض | 1 μs ~ وقت الإطار |
| وضع القراءة | ITR، IWR، IMRO |
| درجة حرارة التشغيل | -40 ~ 60 درجة |
| درجة حرارة التخزين | -40 ~ 70 درجة |
البند 3 ：
| بند | بام- SW1280 |
| حجم | 1280 × 1024 |
| حجم بكسل | 15 ميكرومتر |
| الاستجابة الطيفية | 0.9-1.7 ميكرومتر |
| كفاءة ذرية | > 70٪ (1.0um ~ 1.6um） |
| إلكترونيات صاخبة | 40 هـ–HG |
| زمن التعرض | 1 μs ~ وقت الإطار |
| وضع القراءة | ITR، IWR، CDS |
| درجة حرارة التشغيل | -40 ~ 70 درجة |
| درجة حرارة التخزين | -40 ~ 70 درجة |
ملحوظة: يمكن توفير تبريد TEC عند الطلب لتحسين حساسية الكاشف. هناك 3 ميزات رئيسية لمستشعر InGaAs الخاص بـ PAM-XIAMEN:
-انخفاض تيار الظلام
- كفاءة كمومية عالية
- قابلية تشغيل عالية
2. حول مستشعر InGaAs بالأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة
توجد ثلاث "نوافذ في الغلاف الجوي" تتراوح من 1.5 ميكرومتر إلى 14 ميكرومتر ، والتي يتم تعريفها على أنها: الموجة القصيرة (SWIR): 1.5 ميكرومتر - 2.5 ميكرومتر ، الموجة المتوسطة (MWIR): 2 ميكرومتر - 5 ميكرومتر والموجة الطويلة (LWIR): 7.5 ميكرومتر -14 ميكرومتر. بشكل عام ، نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة هو 0.85-2.5 ميكرومتر ، مادة الاستشعار الرئيسية هي InGaAs.
نطاق الأشعة تحت الحمراء قصير الموجة
أصبحت حساسية نطاق الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة حقيقة واقعة منذ تطوير مستشعرات InGaAs. ولكن لماذا نستخدم الأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة؟
2.1 فائدة مستشعر صورة إنديوم غاليوم زرنيخيد
بادئ ذي بدء ، هناك حقيقة أساسية: الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء قصير الموجة غير مرئي للعين البشرية. يمتد طيف الضوء المرئي من الطول الموجي البالغ 0.4 ميكرون (بالقرب من الضوء فوق البنفسجي ، وهو أزرق بالنسبة للعين البشرية) إلى 0.7 ميكرون (أحمر غامق). لا يمكن رؤية الأطوال الموجية الأطول من الطول الموجي للضوء المرئي إلا باستخدام أجهزة استشعار مخصصة مثل InGaAs.
ومع ذلك ، على الرغم من أن الضوء في منطقة الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة غير مرئي للعين البشرية ، إلا أن هذا الضوء يمكن أن يتفاعل مع الأشياء بطريقة مشابهة لطول موجة الضوء المرئي. بمعنى آخر ، ينعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء قصير الموجة ؛ انعكاسه من جسم مشابه جدًا للضوء المرئي. نظرًا لهذه الطبيعة العاكسة ، سيكون لضوء الأشعة تحت الحمراء قصير الموجة ظلال وتباينات على صوره. صور كاميرا مستشعر InGaAs قابلة للمقارنة مع صور الضوء المرئي من حيث الدقة والتفاصيل. ومع ذلك ، فإن ألوان صور الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة ليست ألوانًا فعلية. هذا يمكن أن يجعل من السهل التعرف على الكائن.
2.2 مزايا مستشعر InGaAs
ما الذي يجعلها مفيدة؟ يمكن جعل مستشعر InGaAs حساسًا للغاية ، ويمكنه عد الفوتونات الفردية واحدة تلو الأخرى. بهذه الطريقة ، عندما يتم تصنيعها بآلاف أو ملايين من أجهزة الاستشعار الصغيرة على شكل نقطة أو وحدات بكسل الاستشعار ، يمكن لكاميرا InGaAs العمل في ظروف مظلمة للغاية.
خذ على سبيل المثال نظارات الرؤية الليلية. وهي تعمل من خلال استشعار وتضخيم ضوء النجوم المرئي المنعكس أو الضوء المحيط الآخر. غالبًا ما يطلق عليهم أنابيب تكثيف الصورة. لذلك ، فإن التكنولوجيا مناسبة جدًا لنظارات الرؤية الليلية للمراقبة المباشرة. ولكن عند الحاجة إلى نقل صورة إلى مكان بعيد ، لا توجد طريقة عملية لا يمكن تقييدها بالموثوقية والحساسية. نظرًا لأنه يمكن تحويل الضوء إلى إشارات كهربائية ، فإن مستشعرات InGaAs مناسبة بطبيعتها للتخزين القياسي أو تقنيات النقل.
هناك ميزة أخرى كبيرة لاستخدام الأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة في الليل. يمكن للكاميرا المصنوعة من مستشعر InGaAs بالأشعة تحت الحمراء قصير الموجة مساعدة الأشخاص على "رؤية" الهدف ليلاً دون ضوء القمر بشكل أكثر وضوحًا.
3. خصائص مستشعر InGaAs
تتميز تقنية التصوير بالأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة المستندة إلى مستشعر InGaAs بخصائص: حساسية عالية ، ودقة عالية ، وتصوير ليلا ونهارا ، وإضاءة مخفية ، ولا حاجة للتبريد بدرجة حرارة منخفضة ، وصغر الحجم وقوة منخفضة.
4. تطبيقات مستشعر SWIR InGaAs
Due to its outstanding application features such as high recognition, all-weather adaptation, low-light night vision, stealth active imaging, and simple optical configuration, shortwave infrared InGaAs line sensor, InGaAs area sensor or InGaAs image sensor makes it suitable for aerospace remote sensing, archaeological identification, public security, industrial inspection, and medical diagnosis.
أخبار ذات صلة من مستشعر زرنيخ الإنديوم غاليوم:
هيكل أجهزة الكشف الضوئية InGaAs
لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.