Инфракрасные детекторы VIGO System для систем безопасности
Инфракрасные детекторы в приложениях безопасности должны соответствовать ряду стандартов и требований. Несомненно, большое значение имеет устойчивость к механическим воздействиям и различным условиям окружающей среды. Такие факторы, как температура, давление и удары, напрямую влияют на чувствительность и точность детектора. Компания VIGO System, как лидер в производстве неохлаждаемых стандартных и нестандартных инфракрасных детекторов, с более чем 30-летним опытом работы, изготавливает детекторы, соответствующие строгим стандартам, перечисленным ниже.
Требования MIL стандартов:
- Строгие механические допуски: +/- 0.005 мм;
- Строгие спектральные характеристики: допуск по длине волны +/- 0.1 мкм;
- Короткое время запуска / реакции: 6 с / 8 мкс;
- Длительный срок службы: 15 лет при +20 ° C.
Устойчивость к воздействиям окружающей среды:
- Низкие / высокие температуры: -50 ° C / +80 ° C;
- Температурные удары: -40 ° C / +50 ° C.
Устойчивость к механическим воздействиям:
- Вибрация: 20 - 500 Гц при 0.0225 g2 / Гц;
- Удары: до 20 000 g / 10 мс;
- Постоянное ускорение: до 40 000 g.
Инфракрасные детекторы VIGO System могут использоваться в различных системах безопасности. Компоненты, тщательно адаптированные к условиям окружающей среды и механическим воздействиям, используются в производстве боеприпасов, противоракетных систем или решений для дистанционного обнаружения. Высокая чувствительность детекторов позволяет точно обнаруживать противника (умные боеприпасы) или угрозы (газовые атаки, террористические атаки).
Самонаводящиеся боеприпасы
Танки и другая военная техника выделяют особенно большое количество тепла (среднее инфракрасное излучение) в результате работы двигателя и оборудования. Для этого приложения Vigo System обычно советует использовать область спектра LWIR, так как в наземном бою, например, часто бывает дым или горящие машины. Детекторы для длинноволнового ИК диапазона позволяют обнаруживать такие объекты и отличать их от окружающей среды. Благодаря усовершенствованному обнаружению детекторы VIGO могут использоваться для точного и эффективного самонаведения движущихся транспортных средств непосредственно перед атакой.
Использование «умных» боеприпасов требует минимального участия пользователя. Сначала запускается ракета-носитель, которая доставляет взрывчатое вещество в целевой район. Далее основной заряд с системой самонаведения отделяется от ракеты и беспрепятственно падает на землю. После срабатывания ИК-датчиков и обнаружения наземной цели объекты идентифицируются путем сравнения их параметров с образцами, хранящимися в базе данных. Наконец, выполняется атака, и цель эффективно нейтрализуется. VIGO System предлагает различные детекторы для LWIR диапазона:
|
Детектор |
Спектральный диапазон (мкм) |
Чувствительность (см*√Гц/Вт) |
Постоянная времени (нс) |
|
PVMI-4TE-10.6-1×1- TO8-wZnSeAR-36 |
2-12 |
>3*109 |
<3 |
|
PCI-3TE-12-1×1- TO8-wZnSeAR-36 |
2-14 |
≥1.6×109 |
<5 |
|
PEM-10.6-2×2-PEMSMA- wZnSeAR-48 |
2-12 |
≥2.0×107 |
<1.2 |
Противоракетные системы
Системы направленного противодействия инфракрасным приборам (DIRCM) и системы стандартного противодействия (CIRCM) представляют собой противоракетные системы. Средняя область ИК-спектра оптимальна для обнаружения ракет. Для таких систем VIGO System предлагает линейный детектор, который может быть изготовлен на базе фотодиодов PV-5. Это структуры, которые будут работать лучше, чем свинцовые детекторы. Область длинноволнового инфракрасного излучения (LWIR) лучше подходит для ухудшенных условий. Если есть пыль на поле боя или другие загораживающие облака, VIGO System предлагает использовать детекторы PVM-10.6. Эти высокочувствительные инфракрасные детекторы производства VIGO System позволяют вводить в заблуждение ракеты теплового поиска. Это достигается за счет взаимодействия детекторов и систем активного противодействия, оснащенных собственными лазерными источниками, мешающими работе ракет. Лазер, установленный на защищаемом объекте, остается выключенным до обнаружения угрозы, чтобы не выявить местонахождение объекта.
Обнаружение угрозы - это задача точного инфракрасного детектора от VIGO System. Детектор регистрирует инфракрасное излучение, испускаемое ракетой, и немедленно передает информацию об угрозе системе противодействия ракетам и экипажу самолета / вертолета. Затем активная система противодействия направляет собственный лазерный луч на ракету, так что она интерпретирует луч как излучение, идущее от цели. Посредством соответствующей модуляции лазерного сигнала ракета отклоняется от цели и нейтрализуется в безопасной зоне. VIGO System рекомендует для метода DIRCM и CIRCM многоэлементные детекторы, состоящие из 8-32 элементов. Многоэлементные компоненты устраняют необходимость в поворотной системе и увеличивают поле обзора устройства. Кроме того, специалисты VIGO System могут проектировать многоэлементные детекторы, состоящие из различных структур. Такие решения позволяют объединить преимущества MWIR и LWIR диапазона. Типичные параметры детекторов MWIR и LWIR VIGO System представлены в таблице ниже:
|
Параметры |
MWIR – PV-2TE-5 |
LWIR – PVM-2TE-10.6 |
|
Материал активной области |
Эпитаксиальная гетероструктура HgCdTe |
Эпитаксиальная гетероструктура HgCdTe |
|
Оптимальная длина волы λopt, мкм |
5.0 |
10.6 |
|
Чувствительность, D*(λpeak), см*√Гц/Вт |
≥2.0×109 |
≥2.0×108 |
|
Постоянная времени, нс |
≤120 |
≤4 |
|
Оптическая область, мм*мм |
0.1×0.1 |
1x1 |
Детектирование угроз на расстоянии
Детектирование угроз на расстоянии - это решение для защиты от угроз, которое может заменить солдат в опасных зонах. Это устройство будет иметь возможность дистанционного управления. Устройство дальнего действия будет предназначено для поиска мест, где возможен взрыв, газ или теракт. Далее система обнаружения уведомит оператора устройства о возможных рисках или угрозах. Для этих приложений VIGO System предлагает детекторы с самой высокой чувствительностью в LWIR-диапазоне - PC-3TE-12-1x1.
Современные системы дистанционного обнаружения представляют собой большие установки со сложными оптическими системами, сложными спектроскопами и анализаторами. Благодаря постоянному прогрессу в миниатюризации они могут вскоре стать компактными системами, простыми в транспортировке и удобными в использовании. Из-за своих малых размеров и отсутствия необходимости охлаждения жидким азотом инфракрасные детекторы от VIGO System могут использоваться непосредственно для создания удобных систем обнаружения ядовитых или горючих газов. Такие системы отличаются простотой эксплуатации и малым энергопотреблением, что позволяет использовать их в сложных условиях.
Защита от терроризма
При производстве запрещенных веществ образуются отличимые и уникальные производственные отходы. Эти химические отходы в газообразной, жидкой или твердой форме могут быть проанализированы ИК детекторами VIGO.
Инфракрасные детекторы VIGO System позволяют сканировать воздух на больших площадях с помощью дронов или самолетов, а также контролировать канализацию и твердые отходы с помощью других измерительных приборов. В разных средах существуют различные элементы (газовые облака, частицы пыли и т. д.), которые могут мешать измеряемому сигналу. При таком типе помех необходимы детекторы, работающие на высоких частотах и с высоким уровнем чувствительности.
Проекты, уже реализованные с использованием детекторов VIGO System, были направлены на создание систем для обнаружения взрывчатых веществ с больших расстояний (100-400 м) или их субстратов в жидкой фазе и в воздухе. Устройство, задействованное в этом проекте, имело широкий оптический (3-11 мкм) и электрический (~ 1 ГГц) диапазон, а также высокую чувствительность (D * ~ 1010 см * Гц1/2 / Вт для длины волны> 8 мкм). Это был детектор PVI-4TE-10.6, адаптированный под нужды заказчика. Разработка и использование таких устройств означало бы значительный прогресс в операциях, проводимых в странах, охваченных конфликтами, или на территориях, контролируемых террористическими организациями. Ракеты с инфракрасным наведением являются примером оружия новейшего поколения, которое, благодаря своей устойчивости к обычным и широко используемым средствам теплового противодействия, представляет реальную угрозу для самолетов и вертолетов.
Описанные выше приложения для обеспечения безопасности включают только рекомендуемые стандартные детекторы среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Компания VIGO System открыта для всех запросов, а также для сотрудничества в области исследований и разработок. Как новатор и ведущий мировой производитель стандартных и нестандартных охлаждаемых и неохлаждаемых ИК фотодетекторов, VIGO System располагает собственной полной производственной линией для полупроводников и фотонных устройств, от ближнего до дальнего инфракрасного диапазона.
