Polskie matryce FPA od Łukasiewicz IMiF

© IMiF

Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, będący częścią Instytutu Łukasiewicza, wyprodukował pierwsze próbki chłodzonych termoelektrycznie matryc płaszczyzn ogniskowych (FPA), opartych na supersieciach InAs/GaSb typu II o rozdzielczości 320x256 pikseli. Możliwości obrazowania początkowego FPA zostały potwierdzone przez badaczy instytutu 26 października 2023 roku. Osiągnięcie to jest częścią realizowanego projektu pt. ‘Opracowanie i wdrożenie pierwszej polskiej kamery opartej na niechłodzonych matrycach fotodetektorów supersieci InAs/GaSb typu II pracujących w paśmie od 3 μm do 5 μm’, kierowanego przez dr hab. Agatę Jasik i finansowanego przez NCBiR.

Wszystkie etapy produkcji, poza niedopełnieniem i zgrzewaniem elementów pakietu FPA, zostały przeprowadzone w Łukasiewicz – IMiF. W Instytucie wyprodukowano również heterostrukturę fotodetektora opartą na supersieciach InAs/GaSb typu II.

Matryce wyprodukowane przez IMiF są zgodne z kryterium SWaP-C (rozmiar, waga, moc i koszt). Zamiast ciężkich chłodnic kriogenicznych o wadze kilkuset gramów zastosowano chłodnice termoelektryczne (TEC) które ważą zaledwie kilka gramów. TEC mają długą żywotność, MTTF > 100 000 godzin, podczas gdy żywotność lodówek kriogenicznych jest ograniczona, MTTF < 30 000 godzin ze względu na skończone cykle sprężania/rozprężania gazu. Dodatkowo chłodnice TEC charakteryzują się krótszym czasem chłodzenia potrzebnym do osiągnięcia temperatury roboczej.

W niedalekiej przyszłości produkowane w Łukasiewicz – IMIF FPA będą wykorzystywane do konstruowania kamer pracujących w zakresie widmowym średniej podczerwieni (od 3 do 5 μm). Typowe zastosowania cywilne obejmują wykrywanie wycieków gazu, nieinwazyjną kontrolę obwodów elektronicznych, obrazowanie medyczne i termografię. W segmencie wojskowym kamery mogą być wykorzystywane w systemach naprowadzania pocisków, namierzaniu celów i obserwacji pola walki.

Światowy przemysł optoelektroniczny nieustannie pracuje nad poprawą jakości technologii produkcji FPA. Celem jest osiągnięcie takich wartości, które wyeliminują potrzebę chłodzenia kriogenicznego. W Polsce VIGO Photonics zajmuje się rozwojem FPA w podczerwieni, natomiast w skali globalnej w tej dziedzinie działają takie firmy IRnova AB i LYNRED.

- Chociaż kamery termowizyjne nie są nowością na rynku, to tym, co nas wyróżnia, jest chłodzony termoelektrycznie FPA. Polscy producenci oferujący takie kamery w zależności od zakresu spektralnego stosują przede wszystkim sprowadzane z zagranicy FPA oparte na mikrobolometrze lub HgCdTe. Teraz mogą być zainteresowani tym, że możemy mieć alternatywę, a być może lepsze rozwiązanie dla niektórych zastosowań właśnie tutaj, w Polsce – czytamy na stroni IMIF Łukasiewicz. 

Żródło: © IMiF

Zapraszamy na TEK.day Wrocław, 14 marca 2024. Zapisz się już dziś!

© tek.info.pl