ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-09-63-72

УДК: 681.78.01, 621.384.3

Наблюдение воздушных малоразмерных объектов с применением оптико-электронных приборов инфракрасного диапазона

Максимов А.А., Павлов Н.И., Старченко А.Н., Филиппов В.Г.
Ссылка для цитирования:

Максимов А.А., Павлов Н.И., Старченко А.Н., Филиппов В.Г. Наблюдение воздушных малоразмерных объектов с применением оптико-электронных приборов инфракрасного диапазона // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 9. С. 63–72. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-63-72

 

Maksimov A.A., Pavlov N.I., Starchenko A.N., Filippov V.G. Observation of aerial small-size objects by optoelectronic devices in the infrared range [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2024. V. 91. № 9. P. 63–72. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-63-72

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Оптико-электронные приборы инфракрасного диапазона как средство обнаружения воздушных малоразмерных объектов. Цель исследования. Сравнительная оценка возможностей обнаружения воздушных малоразмерных объектов с применением оптико-электронных приборов на основе фотоприемных устройств средневолнового и длинноволнового инфракрасного диапазона. Метод работы. Применение расчетно-аналитической модели с проведением натурного эксперимента. Основные результаты. Получены теоретические оценки пороговой силы излучения объекта наблюдения и порогового потока для элемента матричного фотоприемного устройства. Полученные теоретические оценки показывают, что приборы с охлаждаемым фотоприемником средневолнового диапазона обеспечивают лучшие обнаружительные возможности, чем приборы длинноволнового диапазона, использующие как охлаждаемые (фотонные), так и неохлаждаемые (тепловые) фотоприемные устройства аналогичного формата и размера. Натурный эксперимент с наблюдением воздушного малоразмерного объекта подтвердил лучшие обнаружительные возможности прибора на основе охлаждаемого фотоприемника средневолнового диапазона в сравнении с прибором длинноволнового диапазона на микроболометрической матрице. Практическая значимость. При выборе рабочего спектрального диапазона проектируемых оптико-электронных систем обнаружения воздушных малоразмерных объектов следует учитывать выявленное преимущество в пороговых характеристиках приборов, использующих охлаждаемые фотоприемники средневолнового диапазона.

Ключевые слова:

оптико-электронный прибор, инфракрасный диапазон, матричное фотоприемное устройство, обнаружение, воздушный малоразмерный объект

Коды OCIS: 040.1880, 040.5570, 040.6808

Список источников:
  1. Белоусов Ю.И., Постников Е.С. Инфракрасная фотоника. Ч. III. Особенности дистанционной регистрации и анализа тепловых полей природных образований и антропогенных объектов. СПб.: Университет ИТМО, 2019. 140 с.

Belousov Yu.I., Postnikov E.S. Infrared photonics. P. III. Features of remote registration and analysis of thermal fields of natural formations and anthropogenic objects [in Russian]. St. Petersburg: ITMO University, 2019. 140 p.

  1. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы смотрящего типа. М.: Логос, 2004. 443 с.

Tarasov V.V., Yakushenkov Yu.G. Infrared systems of viewing type [in Russian]. Moskow: "Logos" Publ., 2004. 443 p.

  1. Севостьянов К.К. К вопросу обнаружительной способности оптической системы на основе матричного фотоприемного устройства при наблюдении удаленного объекта в длинноволновом ИК спектре // Вестник воздушно-космической обороны. 2023. Вып. 4(40). С. 67–72.

Sevostyanov K.K. On the issue of the detection ability of an optical system based on a matrix photodetector when observing a remote object in the long-wavelength IR spectrum [in Russian] // Bulletin of Aerospace Defense. 2023. Iss. 4(40). P. 67–72

  1. Знаменский И.В., Зотьев Е.О., Юдин С.Ю. Сравнительный анализ пороговой чувствительности ИК-систем в различных спектральных диапазонах // Фотоника. 2021. Т. 15. № 6. С. 484–500. http://doi.org/10.22184/1993-7296. FRos.2021.15.6.484.500

Znamensky I.V., Zot’ev E.O.,Yudin S.Yu. Comparative analysis of threshold sensivity of ir systems in different spectral range // Photonics. 2021. V. 15. № 6. P. 484–500. http://doi.org/10.22184/1993-7296. FRos.2021.15.6.484.500

  1. Кульчицкий Н.А., Наумов А.В., Старцев В.В. Матричные фотоприемные устройства ИК-диапазона: «постпандемические» тенденции развития. Ч. II // Фотоника. 2020. Т. 14. № 4. С. 320–330. http://doi.org/10.22184/1993-7296. FRos.2020.14.4.320.330

Kulchitsky N.A., Naumov A.V., Startsev V.V. Infrared focal plane array detectors: “Post Pandemic” development trends. P. II. [in Russian] // Photonics. 2020. V. 14. № 4. P. 320–330. http://doi.org/10.22184/1993-7296. FRos.2020.14.4.320.330

  1. Сизов Ф.Ф. ИК-фотоэлектроника: фотонные или тепловые детекторы? Перспективы // Sensor Electronic and Microsystem Technol. 2015. Т. 12.

Sizov F.F. IR photoelectronics: Photonic or thermal detectors? Prospects [in Russian] // Sensor Electronic and Microsystem Technol. 2015. V. 12. № 1. P. 26–53. http://doi.org/10.18524/1815-7459.2015.1104447

  1. Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Марчишин И.В. и др. Неохлаждаемые матричные микроболометрические приемники инфракрасного диапазона // Научно-техн. журнал ВЕСТНИК. 2016. № 2. С. 130–135.

Demyanenko M.A., Yesaev D.G., Marchishin I.V., et al. Uncooled matrix microbolometric infrared detectors [in Russian] // Scientific and Technical J. VESTNIK. 2016. № 2. P. 130–135.

  1. Кремис И.И., Гладков Р.А., Турбин А.В. и др. Малогабаритная тепловизионная камера с микросканированием // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 6. С. 50–60. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-06-50-60

Kremis I.I., Gladkov R.A., Turbin A.V., et al. Small-sized thermal imaging camera based on micro-scanning // J. Opt. Technol. 2023. V. 90. № 6. P. 317–323. http://doi.org/10.1364/JOT.90.000317

  1. Павлов Н.И., Прилипко А.Я. Быстрый обзор круговой зоны инфракрасной сканирующей системой с матричным фотоприемным устройством // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 5. С. 71–75.

Pavlov N.I., Prilipko A.Ya. Rapid survey of a circular zone using an IR scanning system with a photodetector array // J. Opt. Technol. 2013. V. 80. № 5. P. 313–315. https://doi.org/10.1364/JOT.80.000313

  1. Борисов М.Ф., Лебедев О.А., Павлов Н.И. и др. Оптико-электронная система кругового обзора. 1. Схемы построения и вариант практической реализации // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 9. С. 15–21.

Borisov M.F., Lebedev O.A., Pavlov N.I., et al. Optoelectronic circular scanning system. 1. Structural setup and version of practical implementation // J. Opt. Technol. 2014. V. 81. № 9. P. 493–498. https://doi.org/10.1364/JOT.81.000493

  1. Ашуров Д.А., Исламов В.К. Неохлаждаемые тепловизионные приборы для обнаружения малоразмерных воздушных целей // Молодой ученый. 2017. № 46(180). С. 40–43.

Ashurov D.A., Islamov V.K. Uncooled thermal imaging devices for detecting small-size air targets [in Russian] // Young Scientist. 2017. № 46(180) . P. 40–43.

  1. Головков В.А., Емельянов В.Н., Солк С.В. Обнаружение нагретых движущихся малоразмерных объектов в ИК-диапазоне // Изв. ВУЗов. Приборостроение. 2013. Т. 56. № 5. С. 40–44.

Golovkov V.A., Yemelyanov V.N., Solk S.V. Detection of heated moving small-size objects in the IR range [in Russian] // Izvestiya VUZov. Instrumentation. 2013. V. 56. P. 40–44.

  1. Lynred. Scorpio MW [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.lynred.com/sites/default/files/2021-07/SCORPIO%20MW%20datasheet.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.06.2024).

Lynred. Scorpio MW [Electronic resource]. Access mode: https://www.lynred.com/sites/default/files/2021-07/SCORPIO%20MW%20datasheet.pdf, free. Language English (date of access: 06/05/2024).

  1. Lynred. Scorpio LW [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.lynred.com/sites/default/files/2021-07/SCORPIO%20LW_DEFENSE%20Datasheet.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.06.2024).

Lynred. Scorpio LW [Electronic resource]. Access mode: https://www.lynred.com/sites/default/files/2021-07/SCORPIO%20LW_DEFENSE%20Datasheet.pdf, free. Language English (date of access: 06/05/2024).

  1. GSTiR. Cooled Infrared Detector [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.gst-ir.net/uploads/products/pdf/c615m-cooled-infrared-detector.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.06.2024).

GSTiR. Cooled Infrared Detector [Electronic resource]. Access mode: https://www.gst-ir.net/uploads/products/pdf/c615m-cooled-infrared-detector.pdf, free. Language English (date of access: 06/05/2024).

  1. Rogalski A. HgCdTe infrared detector material: History, status and outlook // Rep. Prog. Phys. 2005. V. 68. P. 2267–2336. https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/10/R01
  2. Dark Current of HgCdTe Detectors / Electronic resource URL: http://ridl.cfd.rit.edu/products/talks/DVW/James Beletic/AM 3256699 Beletic II-VI Presentation-RIT (26 Mar 2012).pdf
  3. Романов К.Ю., Старченко А.Н., Филиппов В.Г. и др. Программы расчета спектральных коэффициентов пропускания атмосферы в диапазоне от 0,3 до 14 мкм для горизонтальных и наклонных трасс // Сб. тр. VII Междунар. конф. «Прикладная оптика–2006». Т. III. СПб., Россия. 16–20 октября 2006. С. 259–262.

Romanov K.Yu., Starchenko A.N., Filippov V.G., et al. Programs for calculating spectral coefficients of atmosphere in the range from 0.3 to 14 microns for horizontal and inclined routes [in Russian] // Proc. VII Intern. Conf. — Applied Optics-2006. V. III. St. Petersburg, Russia. October 16–20, 2006. P. 259–262

  1. https://www.npk-photonica.ru/product/21363 (НПК Фотоника / Сенсор GWIR 0318X2A фирмы North Guangwei Technology Inc.)

https://www.npk-photonica.ru/product/21363 (NPK Photonics / Sensor GWIR 0318X2A from North Guangwei Technology Inc.)