Uloga termoelektričnih hladnjaka (TEC) u CCD, CMOS, InGaAs i VOx detektorima
Kako se tehnologije snimanja nastavljaju razvijati prema većoj osjetljivosti, većoj rezoluciji i široj spektralnoj pokrivenosti, upravljanje toplinom postalo je ključni čimbenik koji utječe na performanse detektora.
Bez obzira na to je li se koristi u znanstvenim istraživanjima, industrijskom pregledu, infracrvenim snimanjima ili u svemirskim aplikacijama, temperatura detektora izravno utječe na kvalitetu slike, stabilnost signala, točnost mjerenja i dugoročnu pouzdanost.
Iako različite tehnologije detektorima rade u različitim rasponima valnih duljina, imaju jedan zajednički izazov:
Njihova učinkovitost je u velikoj mjeri ovisna o temperaturi.
U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. stavkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. stavkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. stavkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i
Za razliku od tehnologija hlađenja na temelju kompresora, TEC-ovi pružaju kontrolu temperature u čvrstom stanju, bez vibracija i održavanja, a u kompaktnom paketu nude odličnu stabilnost temperature.
Što je FPA?
A Srednja vrijednost za sve vrste vozila "Sistem za praćenje" je sustav za praćenje koji se sastoji od dva dijela: Pretvara ulazne optičke signale u električne signale koje se obrađuju kako bi se stvorile digitalne slike.
U skladu s materijalom detektora i radnom valnom dužinom, FPA se obično klasificiraju u četiri kategorije:
Iako svaka tehnologija detektora ima jedinstvene karakteristike, precizna kontrola temperature ključna je za postizanje stabilnih performansi snimanja.
Četiri tehnologije detektora, četiri različita toplinska izazova
Znanstveni CCD
Znanstveni CCD detektori se široko koriste u astronomiji, fluorescentnoj mikroskopii, spektroskopiji i drugim aplikacijama ultra niske svjetlosti.
Njihov najveći izazov je tamni strujanje , koji se eksponencijalno povećava s temperaturom. Kao opće inženjersko pravilo, tamna struja se smanjuje za otprilike 50% za svaki pad temperature detektora od 6°C do 7°C.
U kombinaciji s preciznom PID temperaturnom regulacijom, višeslojne TEC-ove mogu održavati temperaturne vrijednosti detektora niže od 20°C do 100°C , značajno poboljšavajući omjer signala/bruha i omogućavajući snimanje pri dugotrajnom izlaganju.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
U slučaju da je CCD-sistem u stanju visoke ekspozicije, koji zahtijeva maksimalnu stabilnost slike, preporučuje se višefazni TEC s PID temperaturnom regulacijom zatvorenog ciklusa.
Znanstveni CMOS
Znanstveni CMOS (sCMOS) senzori pružaju visoku brzinu, nisku buku pri čitanju i izvrstan dinamički raspon.
Iako CMOS tehnologija nudi nižu potrošnju energije od CCD-a, toplinska buka i dalje postaje ograničavajući čimbenik tijekom dugotrajne izloženosti.
Aktivno hlađenje TEC-om obično održava temperature detektora između 0°C i 30°C , smanjujući toplinsku buku i poboljšavajući konzistenciju slike.
Proizvođački fotoaparati općenito se oslanjaju na pasivno hlađenje, dok znanstveni CMOS sustavi često zahtijevaju aktivnu kontrolu temperature.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
Ako je primjena primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene primjene
S druge strane, radi se o ispitivanju podataka o izloženosti.
InGaAs detektori se široko koriste u kratkovalnom infracrvenom (SWIR) snimanju za inspekciju poluprovodnika, fotonapetostno testiranje, mašinsko viđenje, daljinsko zaznavanje i obrambene primjene.
Zbog relativno uske razmakne u opsegu, termalno generirani nosači brzo se povećavaju s povećanjem temperature, stvarajući značajnu toplinsku buku.
Zbog toga je TEC hlađenje postalo standardna praksa u slučaju da je to moguće, to je vrlo važno.
Tipične radne temperature kreću se od 20°C do 80°C , ovisno o konstrukciji detektora i zahtjevima primjene.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
U slučaju industrijskih SWIR sustava za snimanje, TEC hlađenje treba smatrati sastavnim dijelom dizajna detektora, a ne jednostavno poboljšanjem performansi.
Nehlađeni infracrveni detektori VOx / a-Si
Iako se VOx i a-Si mikrobolometri obično nazivaju s masenim udjelom goriva od 0,15 mas.% ili većim , oni i dalje zahtijevaju vrlo stabilne radne temperature.
U slučaju da se radi o mjerenju, potrebno je utvrditi da je mjerenje u skladu s člankom 6. stavkom 2.
Umesto da pružaju duboko hlađenje, TEC održavaju detektorsku podložinu na stabilnoj temperaturi 25°C do 30°C minimizirati pomicanje i osigurati pouzdanu učinkovitost toplinske slike.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
U aplikacijama preciznog toplinskog snimanja održavanje stabilne temperature detektora često je važnije od postizanja najniže moguće temperature.
Inženjerska perspektiva
Iako CCD, CMOS, InGaAs i VOx detektorima svi imaju koristi od kontrole temperature, njihovi ciljevi upravljanja toplinom su temeljno različiti.
Zbog toga izbor TEC-a nije samo o kapacitetu hlađenja. Uspješno rješenje za upravljanje toplinom također zahtijeva pažljivo razmatranje raspršivanja toplote, algoritama kontrole, dizajnu paketa, potrošnje energije i dugoročne pouzdanosti.
Za visokoizvodne sisteme za snimanje, u slučaju da je TEC jednostavno uređaj za hlađenje, on je sastavni dio ukupnog sustava upravljanja toplinom.
Zaključak
Kako znanstvena snimanje, SWIR tehnologija, infracrveno zaznavanje i svemirske primjene nastavljaju napredovati, potražnja za preciznim toplinskim upravljanjem nastavit će rasti.
Različite tehnologije detektora zahtijevaju različite strategije kontrole temperature, ali svi oni dijele isti cilj: održavanje stabilnih performansi detektora u promjenjivim uvjetima okoliša.
kod P&N & i-TEC , ostajemo posvećeni razvoju pouzdanih termoelektričnih rješenja za hlađenje za napredne sisteme za snimanje. Kombinacijom inženjerskih stručnosti s prilagođenim tehnologijama TEC-a od minijaturnih jednostepenih modula do višestepenih rashladnih rješenja nastavljaju pomoći kupcima poboljšati performanse snimanja, stabilnost sustava i dugoročnu pouzdanost u širokom spektru primjena.
EN