Подскажите ИК матрицы диапазона 1,7-4,3 мкм, неохлаждаемые Опции

[Alexashka]

Приветствую всех форумчан!

Необходимо найти датчик ИК лучей, с помощью которого можно обнаружить вспышку длительностью до 1мс в диапазоне длин волн от 1,7 до 4,3 мкм. Выбор обусловлен тем, что необходимо обнаруживать вспышку газа с температурой от 500 до 1200*С, простой расчет показывает что на этих длинах волн будет максимум излучения. Обычные тепловизионные камеры имеют в качестве "целевой аудитории" более холодные объекты, так что они будут давать много посторонних "целей" в виде людей, животных и прочих слабонагретых (например от солнца) тел.
Длины волн 4,3 и 2,7 мкм интересны тем, что поглощаются атмосферой земли, так что солнечное излучение (которое в данном случае является помехой) на этих длинах будет заметно ослаблено, что позволит увеличить соотношение сигнал/помеха, когда источник сигнала находится на небольшом удалении от сенсора (сотни метров).
Интересуют неохлаждаемые матрицы с разрешением от 128х64 и более, желательно с оптикой, но можно и без. Подойдет также компактная камера с аналоговым или Ethernet/USB выходом.
Из отечественных фирм смотрел у НПП "Силар" и ЦНИИ "Электрон", но ничего подходящего не нашел.
Импортных производителей последние годы практически уже не остлеживаю, да и тема совсем не моя, поэтому буду рад любым ссылкам как на готовые устройства, так и на производителей.
ЗЫ. Прошерстил сайт Hamamatsu, но попадаются только с внешним охлаждением.

[ikm]

может сначала пойти более простым путём: заказать оптику с напылением на требуемую длину волны. могут даже сделать несколько "прозрачных окон".

[alexunder]

Необходимо найти датчик ИК лучей, с помощью которого можно обнаружить вспышку длительностью до 1мс в диапазоне длин волн от 1,7 до 4,3 мкм. Выбор обусловлен тем, что необходимо обнаруживать вспышку газа с температурой от 500 до 1200*С, простой расчет показывает что на этих длинах

Это будут довольно медленные устройства. Лучше брать КМОП сенсор (видимый+ближний ИК) или в крайнем случае InGaAs (0.9-1.7 мкм или 0.9-2.4мкм, но цена будет космос).

Длины волн 4,3 и 2,7 мкм интересны тем, что поглощаются атмосферой земли, так что солнечное излучение (которое в данном случае является помехой) на этих длинах будет заметно ослаблено, что позволит увеличить соотношение сигнал/помеха, когда источник сигнала находится на небольшом удалении от сенсора (сотни метров).

Имхо, задача неправильно поставлена или описана. Нужно детектировать вспышку газа при солнечном освещении да еще и на расстоянии? Лучше поискать какой-то альтернативный способ детектирования. Ваш свет длиной 2.7 (4.3) мкм тоже подсядет в атмосфере. Вообще, странный выбор.
Матрицы на такой диапазон очень дорогие.

ЗЫ. Прошерстил сайт Hamamatsu, но попадаются только с внешним охлаждением.

Чтоб купить у хамамацы, придется 2-3 почки продать.

[Herz]

может сначала пойти более простым путём: заказать оптику с напылением на требуемую длину волны. могут даже сделать несколько "прозрачных окон".

Присоединяюсь к совету. Более холодные объекты как раз сложнее (дороже) детектировать, поэтому отрезать их фильтром, да и дело с концом.

Чтоб купить у хамамацы, придется 2-3 почки продать.

Это да! Если ещё продадут.

[alexPec]

Приветствую всех форумчан!

Необходимо найти датчик ИК лучей, с помощью которого можно обнаружить вспышку длительностью до 1мс в диапазоне длин волн от 1,7 до 4,3 мкм.

Если цена не пугает, посмотрите охлаждаемые матрицы HgCdTe. Как раз работают примерно в диапазоне 3-5 um.

[Tanya]

Приветствую всех форумчан!

Необходимо найти датчик ИК лучей, с помощью которого можно обнаружить вспышку длительностью до 1мс в диапазоне длин волн от 1,7 до 4,3 мкм.

Вы бы лучше рассказали, на каком расстоянии и какой пространственной и энергетической величины может быть вспышка. Какой газ вспыхивает, горит синим пламенем (окисляется) или разряд? Кажется мне, что пожары ищут в ультрафиолетовом диапазоне. Объяснения не помню.

[controller_m30]

Есть в продаже "солнечные фильтры" для телескопов, в виде плёнки, и стёкол. Позволяют детально рассматривать поверхность солнца: протуберанцы, вспышки, и т.д.
Стоят копейки. Может это подойдёт и для наблюдения за вспышкой газа?

Внешний вид фильтра, и пример фото солнца через него.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Alexashka]

может сначала пойти более простым путём: заказать оптику с напылением на требуемую длину волны. могут даже сделать несколько "прозрачных окон".

Не понял, Вы предлагаете использовать матрицу от тепловизора с особым фильтром? Какой в этом смысл, если сама матрица нечувствительна в этой области? (у тепловизионных матриц область чувствительности от 7,5 до 14мкм, а у меня будет к примеру 2,7мкм).

Это будут довольно медленные устройства.

Болометры я и не рассматривал изначально, только фотоэлектрики.

Лучше брать КМОП сенсор (видимый+ближний ИК)

К сожалению "видимый" ничего не увидит

...или в крайнем случае InGaAs (0.9-1.7 мкм или 0.9-2.4мкм, но цена будет космос).

Вот их как раз и ищу.

Имхо, задача неправильно поставлена или описана. Нужно детектировать вспышку газа при солнечном освещении да еще и на расстоянии? Лучше поискать какой-то альтернативный способ детектирования. Ваш свет длиной 2.7 (4.3) мкм тоже подсядет в атмосфере. Вообще, странный выбор.

Отнюдь, посмотрите устройство извещателей пламени (пожара), они обнаруживают пусть и не вспышку, но именно эту длину волны, солнце им как раз не мешает (причину я выше указывал).

Чтоб купить у хамамацы, придется 2-3 почки продать.

Я же не свои продаю

Прикрепленные файлы

 ______1.____________________________________._.pdf ( 632.06 килобайт ) Кол-во скачиваний: 27

 

[blackfin]

Вот их как раз и ищу.

FPA320x256-K-2.2-TE1, IRnova320ER-330?

[Alexashka]

Вы бы лучше рассказали, на каком расстоянии и какой пространственной и энергетической величины может быть вспышка. Какой газ вспыхивает, горит синим пламенем (окисляется) или разряд? Кажется мне, что пожары ищут в ультрафиолетовом диапазоне. Объяснения не помню.

Расстояние до 1000м. Диаметр области вспышки 0.2-0.5 м, газ = воздух + CO2 + {различные окислы азота}. Действительно, в приложенной (в предыдущем сообщении) статье говорится о возможности УФ обнаружении пожаров, к сожалению никакой конкретики по этому вопросу не нашел: какие датчики, на каком расстоянии, и вообще по спектральному распределению продуктов горения.

FPA320x256-K-2.2-TE1, IRnova320ER-330?

Они оба с внешним охлаждением.

[vladec]

А Вам надо картинку получить или сам факт вспышки зафиксировать? Если вспышку то можно брать не матрицу, а обойтись фотодиодом.

..или в крайнем случае InGaAs (0.9-1.7 мкм или 0.9-2.4мкм, но цена будет космос).
Вот их как раз и ищу.

В этом диапазоне и по более-менее демократичной цене посмотрите фотодиоды, например тут: www.osioptoelectronics.com (FCI-InGaAs-1000, FCI-InGaAs-1500, FCI-InGaAs-3000X).
В качестве фильтра для борьбы с засветкой используйте кремниевую пластину (на складах -- фильтры из оптического кремния), такой фильтр отрежет Вам весь видимый и ближний инфракрасный (до 1100nm) диапазон.

[Alexashka]

А Вам надо картинку получить или сам факт вспышки зафиксировать? Если вспышку то можно брать не матрицу, а обойтись фотодиодом.

Сам факт. Но боюсь один фотодиод будет интегрировать (паразитную) засветку со всего поля зрения оптической системы. Возможно для статического датчика эту проблему можно будет обойти с помощью ВЧ фильтрации сигнала (т.к. вспышка очень короткая <1мс), но как быть если датчик в движении (по ТЗ нужен обзор 360*), т.е если он вращается.

В этом диапазоне и по более-менее демократичной цене посмотрите фотодиоды, например тут: www.osioptoelectronics.com (FCI-InGaAs-1000, FCI-InGaAs-1500, FCI-InGaAs-3000X).
В качестве фильтра для борьбы с засветкой используйте кремниевую пластину (на складах -- фильтры из оптического кремния), такой фильтр отрежет Вам весь видимый и ближний инфракрасный (до 1100nm) диапазон.

Спасибо за информацию!

А цены действительно впечатляют!

[HardEgor]

Вот здесь поспрашивайте, может быть они вам матрицу для кругового обзора соберут.
В любом случае, что на фотодиод, что на матрицу, вам надо оптический фильтр вешать, чтобы отсечь всё лишнее.

[Alexashka]

Как думаете есть смысл смотреть в сторону фоторезисторов? Например  __1_3.pdf ( 1.53 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 20
- диапазон 1-3,2мкм, постоянная времени 400 мкс вполне устроит.

Вот здесь поспрашивайте, может быть они вам матрицу для кругового обзора соберут.
В любом случае, что на фотодиод, что на матрицу, вам надо оптический фильтр вешать, чтобы отсечь всё лишнее.

Матрица для кругового обзора...хм, интересный вариант, а с линзами как?
Оптический фильтр понятное дело, возможно сама линза будет фильтром, сейчас обычно так делают.

[ikm]

Не понял, Вы предлагаете использовать матрицу от тепловизора с особым фильтром? Какой в этом смысл, если сама матрица нечувствительна в этой области? (у тепловизионных матриц область чувствительности от 7,5 до 14мкм, а у меня будет к примеру 2,7мкм).

Вы сами писали, что они работают в этом диапазоне, но так как в нужном спектре чувствительность не на максимуме, то большая засветка по другим диапазонам. Вот я и предложил просто отрезать " не нужные" диапазоны фильтром.

[HardEgor]

Матрица для кругового обзора...хм, интересный вариант, а с линзами как?
Оптический фильтр понятное дело, возможно сама линза будет фильтром, сейчас обычно так делают.

Рассчитывается комбинация из требуемых углов обзора, чувствительности фотодиодов и их количества,а также потерь в линзе.
Но можно поупражняться с диафрагмами.

[ikm]

Оптический фильтр понятное дело, возможно сама линза будет фильтром, сейчас обычно так делают.

Это зависит от того какая у вас линза. На плоскую стекляшку проще нанести покрытие фильтра.

[Alexashka]

Это зависит от того какая у вас линза. На плоскую стекляшку проще нанести покрытие фильтра.

Для матрицы видимо сферическая линза, а для одиночного сенсора предполагаю цилиндрическую. А не подскажете производителей линз с покрытием?

Вот здесь поспрашивайте, может быть они вам матрицу для кругового обзора соберут.
В любом случае, что на фотодиод, что на матрицу, вам надо оптический фильтр вешать, чтобы отсечь всё лишнее.

Вообще размер 1мм кристалла это ведь немного. Например у ФД-7К площадка диаметром 10мм (площадь в 80 раз больше). Я правильно понимаю больше 1мм не делают изза того что емкость увеличивается и падает быстродействие?

[ikm]

Для матрицы видимо сферическая линза, а для одиночного сенсора предполагаю цилиндрическую. А не подскажете производителей линз с покрытием?

Странный выбор, я бы для матрицы как раз использовал цилиндрические, а вот для точечного сферу.
По линзам вот так сразу вам не скажу, давно я с оптикой работал. Мы использовали цилиндрические под лазерные линейки в том числе и матрицы линз и там был ближний ИК. А стекла с напылением заказывали в различных конторках при универах где есть кафедры с оптикой.

[vladec]

Я правильно понимаю больше 1мм не делают

Как раз которые я Вам рекомендовал (FCI-InGaAs-1000, FCI-InGaAs-1500, FCI-InGaAs-3000X) большие, соответственно 1; 1,5 и 3 мм, кроме того они с вменяемой ценой и более-менее доставаемые.

[Alexashka]

Как раз которые я Вам рекомендовал (FCI-InGaAs-1000, FCI-InGaAs-1500, FCI-InGaAs-3000X) большие, соответственно 1; 1,5 и 3 мм, кроме того они с вменяемой ценой и более-менее доставаемые.

В efind не бьется, а напрямую я не могу заказывать. Может подскажете куда обратиться?

Кстати по поводу размеров, по прикидкам выходит что после линзы изображение объекта будет всего 25 мкм (на максимальном удалении), а весь остальной кристалл будет только генерировать шумы, от чего обнаружительная способность будет падать. Так что и 0,3мм из тех, что советовал HardEgor тоже вполне сгодится. Тем более обещают первые образцы довольно быстро изготовить.

[vladec]

В efind не бьется, а напрямую я не могу заказывать. Может подскажете куда обратиться?

Вот https://efind.ru/offer/FCI-InGaAs-
На складах не значится, но на заказ вроде проблем нет.
Тысячный покупали, где то с год назад.

[Alexashka]

Спасибо! Странно, вчера efind выдавал 0 результатов, сегодня целая куча

[Tanya]

Кстати по поводу размеров, по прикидкам выходит что после линзы изображение объекта будет всего 25 мкм (на максимальном удалении), а весь остальной кристалл будет только генерировать шумы, от чего обнаружительная способность будет падать. Так что и 0,3мм из тех, что советовал HardEgor тоже вполне сгодится. Тем более обещают первые образцы довольно быстро изготовить.

Вы не с того конца начали - с электроники. А надо с оптики. Думаю, что Вам потребуется зеркальный телескоп для всей этой затеи. Будь это так просто. - уже бы давно бы...
Сколько квантов прилетит от вспышки не детектор? Какая будет засветка? Дифракцию учитывали? Ведь у Вас длина волны как с диаметром детектора соотносится? Какое рассеяние и поглощение в атмосфере Тут еще много вопросов...

[Alexashka]

Вы не с того конца начали - с электроники. А надо с оптики. Думаю, что Вам потребуется зеркальный телескоп для всей этой затеи.

Я тоже начал подумывать насчёт параболического рефлектора. Но изготовить такой рефлектор в штучном количестве будет наверно не дешевле кремниевой линзы с покрытием?
Дифракцию не учёл, тут ведь нет конкретной длины волны, есть сложный спектр излучения нагретого газа (посмотрите рис.3 в файле-приложении из сообщения №8, но это очень усредненная картинка, реально всё будет гораздо сложнее). Засветка может быть любая, т.к всё это хозяйство может быть направлено по любую сторону света в направлении горизонта.

[HardEgor]

Мне тут специалист подсказывает, что на 1-5 мкм лучше PbSe не требуют охлаждения, времена в миксосекундах, углы десятки градусов. Там же и другие датчики можно посмотреть.
Линзы делают из кварцевого стекла(ближний ИК), кремния или германия(идеально, но большие коэффициенты отражения), монокристалла калий-хлор(боятся воды), КРС(дальний ИК, ядовито), сапфир(дорого! . Линзы делают в Электростекло
Но, по цене дешевле поставить 20 датчиков в круг, чем сделать 1 линзу

[Tanya]

Линзы делают из кварцевого стекла(ближний ИК), кремния или германия(идеально, но большие коэффициенты отражения), монокристалла калий-хлор(боятся воды), КРС(дальний ИК, ядовито), сапфир(дорого! . Линзы делают в Электростекло
Но, по цене дешевле поставить 20 датчиков в круг, чем сделать 1 линзу

Фторид лития не боится воды. И кальция.
А мне кажется, что сделать зеркало проще, - одна хорошая поверхность, отсутствует дисперсия (смещение фокуса для разных длин волн). Но как защитить поверхность зеркала... вопрос.
Когда-то давно слышала об изготовлении специального очень дорогого кристалла для фильтра, который пропускает только ультрафиолетовую часть спектра, отрезая видимый на... десяток или более порядков.

[Alexashka]

Мне тут специалист подсказывает, что на 1-5 мкм лучше PbSe не требуют охлаждения, времена в миксосекундах, углы десятки градусов. Там же и другие датчики можно посмотреть.
Линзы делают из кварцевого стекла(ближний ИК), кремния или германия(идеально, но большие коэффициенты отражения), монокристалла калий-хлор(боятся воды), КРС(дальний ИК, ядовито), сапфир(дорого! . Линзы делают в Электростекло
Но, по цене дешевле поставить 20 датчиков в круг, чем сделать 1 линзу

Да, плоскопараллельная пластинка из Si стоит 2т.р, но пропускание 50%, с покрытием лучше - 90-95% пропускание, но стоит 25т.р.

Мне бы отрезать видимое и ближний ИК (до 1.0 - 1.5 мкм).
Как думаете такой фильтр пропустит 2-4 мкм?



И что скажете по поводу такого отражателя?

Насколько он эффективен? Смущает то, что кристалл расположен как будто не в фокусе, а гдето в нижней точке параболы. Да и лучи падают на кристалл под большим углом. По аналогии со спутниковыми тарелками облучатель/приемник направляют НА тарелку, а не ОТ неё как в этой конструкции... Хотя похожий конструктив используется в светодиодных фонарях и работает вполне не плохо.

[HardEgor]

Да, плоскопараллельная пластинка из Si стоит 2т.р, но пропускание 50%, с покрытием лучше - 90-95% пропускание, но стоит 25т.р.

Так я про то и говорю. Если угол зрения датчика 50 градусов, то 7 датчиков перекрывают 360. И никаких линз и движущихся частей, только фильтры.

Мне бы отрезать видимое и ближний ИК (до 1.0 - 1.5 мкм).
Как думаете такой фильтр пропустит 2-4 мкм?

Всё может быть, лучше запрашивайте у продавцов.

И что скажете по поводу такого отражателя?

У него, насколько помню, неровная диаграмма - примерно сумма двух 1.0х30 градусов и 0,5х60. Более интересно чтобы на длинноволновом ИК работал, а то ведь не все материалы отражающие видимый свет отразят ИК....

[alexvu]

Поищите "пожарный извещатель пламени", это достаточно проработанная область, там есть и ИК, и УФ, и ИК + УФ датчики для разных условий работы.
Там, конечно, одиночные фотоприемники, но может у буржуев и с матрицей что-то найдется.

Недавно сталкивался с быстродействующим извещателем пламени МДП (время срабатывания 0.2-0.5с)
Возможно, Вам подойдет какой-то такой извещатель, соединенный с параболическим зеркалом.

[Tanya]

Так я про то и говорю. Если угол зрения датчика 50 градусов, то 7 датчиков перекрывают 360. И никаких линз и движущихся частей, только фильтры.

За километр увидеть маленькую вспышку, собирая свет из огромного телесного угла... Сомнительно... Тут такие нужны фильтры...

Более интересно чтобы на длинноволновом ИК работал, а то ведь не все материалы отражающие видимый свет отразят ИК....

Обычное напыленное зеркало все успешно отразит.

[Alexashka]

Мне тут специалист подсказывает, что на 1-5 мкм лучше PbSe не требуют охлаждения, времена в миксосекундах, углы десятки градусов. Там же и другие датчики можно посмотреть.

Спасибо за ссылку, оправил запрос на даташит, правда всё же на PbS, т.к у них чувствительность на порядок выше, чем у PbSe. Но вот что интересно: для этих датчиков указывается значение D* (обнаружительная способность) на двух частотах - 90 и 650 Гц, на 650 Гц она примерно в 4 раза выше, дело по всей видимости во фликер-шуме свойственном полупроводникам, но почему тогда этот параметр (частота) я нигде не встречал для датчиков InGaAs ??

[smk]

Mremennyy@mail.ioffe.ru
Это почта Максима Ременного (институт Иоффе, Питер). Напишите ему. Они делают быстродействующие (до 10 МГц) свето и фото диоды на нужный Вам диапазон. Есть выбор вариантов исполнения. Для примера:  PD33FS.pdf ( 395.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 69

[Alexashka]

Спасибо smk! Хоть я и нашел фирму ООО АИБИ сидящую в том же здании, но похоже это другие ребята
У ИоффеЛед нашел много полезного, в том числе фотодиоды с фильтрами на нужный диапазон!
Одно плохо- уже оплачен заказ в Микросенсоре.

[smk]

Спасибо smk! Хоть я и нашел фирму ООО АИБИ сидящую в том же здании, но похоже это другие ребята
У ИоффеЛед нашел много полезного, в том числе фотодиоды с фильтрами на нужный диапазон!
Одно плохо- уже оплачен заказ в Микросенсоре.

Уменя есть некоторые образцы их продукции. Есть опыт применения. Потому если нужно проконсультировать, то буду рад быть полезен. Можно что-то и "в железе" смастерить-проверить (если не будет занимать сильно много времени).

Если посмотреть на графики чувствительности, то фильтра может и не нужны.

[Alexashka]

У меня есть некоторые образцы их продукции. Есть опыт применения. Потому если нужно проконсультировать, то буду рад быть полезен. Можно что-то и "в железе" смастерить-проверить (если не будет занимать сильно много времени).

Спасибо за предложение Проблема в том, что у меня (скоро) будут другие датчики, в частности Lms36PD-03-CG (по параметрам он наверное ближе к PD34 от ИоффеЛед), чтобы адекватно сравнивать Ваши и мои датчики нужен некий образцовый сигнал, у меня ничего такого нет - пока что думаю просто поставить лампу накаливания 12В за крыльчаткой кулера, который будет являться импульсным сигналом, но это чисто для юстировки датчиков, какой там реально спектр - этого я не могу сказать.
С реальным источником сигнала еще сложнее, его замеры будут в конце мая.
А так пока думаю поставить в ряд 3 датчика - на 3,6мкм с линзой (Lms36PD-03-CG), еще один на 3,6мкм с рефлектором и охладителем (Lms36PD-05-TEM-R) и на 2,5мкм с рефлектором (Lms25PD-05-RW). Буду записывать сигналы со всех трёх, по результатам сделаю вывод - что лучше и на каком расстоянии могу зарегистрировать сигнал.
Хотелось бы еще для верности посмотреть в районе 4,3мкм, на основе PD42Sr WB + Фильтр INBP4260, но это возможно в будущем

Микросенсор рекомендует с фотодиодами (особенно 3-5мкм) работать в режиме без смещения (фотогальванический режим), как они утверждают так по шумам лучше, только вот почему так - не понятно.
Еще интересно, насколько велик уровень шумов на низких частотах (до 100 Гц), у меня сигнал имеет длительность от 0,2 до 1,0 мс, поэтому ниже 100 Гц резать в усилителе не хочу, в крайнем случае потом цифровым фильтром если что можно.
И еще вопрос: в даташите есть параметр Noise Equivalent Power, если его умножить на корень из полосы и на фоточувствительность (A/W) я получу уровень собственных шумов датчика?

[Herz]

Микросенсор рекомендует с фотодиодами (особенно 3-5мкм) работать в режиме без смещения (фотогальванический режим), как они утверждают так по шумам лучше, только вот почему так - не понятно.

Считается, что для фотодиодов на основе InAs фотовольтаический режим предпочтительнее:


На известном Вам ресурсе есть и о шумах.