Определение чувствительности микроболометрической камеры в составе фурье-спектрорадиометра

Авторы: Остриченко А.А.
Опубликовано в выпуске: #7(36)/2019
DOI: 10.18698/2541-8009-2019-7-503
Раздел: Физика | Рубрика: Приборы и методы экспериментальной физики
Ключевые слова: спектральный анализ, фотоприемное устройство, инфракрасное излучение, микроболометрическая камера, дискретные сигналы, низкочастотные фильтры, чувствительность микроболометричской камеры
Опубликовано: 30.07.2019

Рассмотрена микроболометрическая камера, представляющая собой фотоприемное устройство (ФПУ) инфракрасного излучения, выполнены измерения ее основных параметров: чувствительности ФПУ и отношения сигнал/шум (SNR) приемника. Данные величины применяются для настроек модулей микроболометрической камеры в составе прибора. Полученная в результате эксперимента чувствительность камеры составила 80 мK, что оказалось хуже заявленного, а SNR прибора, приведенное к одному градусу, оказалось равным 342. Построена зависимость отношения сигнал/шум от частоты работы затвора микроболометрической камеры. Для подтверждения работоспособности получен спектр аммиака, выполнено его сравнение с эталонным спектром.

Литература

[1] Svensson T., Bergström D., Axelsson L., et al. Design, calibration and characterization of a low-cost spatial Fourier transform LWIR hyperspectral camera with spatial and temporal scanning modes. Proc. SPIE, 2018, vol. 10644. DOI: 10.1117/12.2304628 URL: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/10644/2304628/Design-calibration-and-characterization-of-a-low-cost-spatial-Fourier/10.1117/12.2304628.short

[2] Wang N., Wu J., Meng H., et al. Performance of a long-wave infrared Fourier Transform imaging spectrometer using a corner-cube Michelson interferometer and an uncooled microbolometer array. Proc. SPIE, 2015, vol. 9674. DOI: 10.1117/12.2197096 URL: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/9674/1/Performance-of-a-long-wave-infrared-Fourier-Transform-imaging-spectrometer/10.1117/12.2197096.short

[3] Михеев С.В. Основы инфракрасной техники. СПб., ИТМО, 2017.

[4] Башкин С.В., Карфидов А.О., Корниенко В.Н. и др. Панорамный Фурье-спектрорадиометр с многоэлементным фотоприемным устройством на спектральный диапазон 7–14 мкм. Оптика и спектроскопия, 2016, т. 121, № 3, с. 485–491. DOI: 10.7868/S0030403416090051 URL: https://elibrary.ru/item.asp?doi=10.7868/S0030403416090051

[5] Schardt M., Schwallera C., Tremmela A.J., et al. Thermal stabilization of static single-mirror Fourier transform spectrometers. Proc. of SPIE, 2017, vol. 10210. DOI: 10.1117/12.2261924 URL: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/10210/1/Thermal-stabilization-of-static-single-mirror-Fourier-transform-spectrometers/10.1117/12.2261924.short

[6] Budzier H., Gerlach G. Calibration of uncooled thermal infrared cameras. J. Sens. Sens. Syst., 2015, no. 4, pp. 187–197. DOI: 10.5194/jsss-4-187-2015 URL: https://www.j-sens-sens-syst.net/4/187/2015/

[7] Peeters J., Louarroudi E., De Greef D., et al. Time calibration of thermal rolling shutter infrared cameras. Infrared Phys. Technol., 2017, vol. 80, pp. 145–152. DOI: 10.1016/j.infrared.2016.12.001 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350449516303309

[8] Демин С.А., Трошин Б.В., Жукова С.А. и др. Быстродействующий широкодиапазонный инфракрасный микроболометрической детектор. Патент 2574524С1 РФ. Заявл. 15.12.2014, опубл. 10.02.2016.

[9] Жукова С.А., Турков В.Е., Демин С.А. и др. Чувствительные элементы инфракрасных систем технического зрения на основе микроболометрических матриц формата 640 480 пикселей. Нано- и микросистемная техника, 2017, т. 19, № 2, с. 105–113.

[10] Schardt M., Rauscher M.S., Murr P J., et al. Messratenstatischer Einzelspiegel-Fourier-Transformations-Infrarotspektrometerbei Verwendung von Mikrobolometerdetektoren. Technisches Messen, 2017, vol. 84, no. 3, pp. 149–156. DOI: 10.1515/teme-2016-0043 URL: https://www.degruyter.com/view/j/teme.ahead-of-print/teme-2016-0043/teme-2016-0043.xml

[11] Морозов А.Н., Светличный С.И. Основы фурье-спектрорадиометрии. М., Наука, 2014.