Termovizija - potrebna literatura!

Kao sto vidite tema je nadam se jasna iz samog naslova.
Naime potrebna mi je literatura za neki rad iz optoelektronike, naravno ostavite link ili saljite na e-mail([email protected]) ukliko nije problem, ili ostavite vas email pa da vas kontaktiram. Najvise bi odgovaralo nesto u elektronskom obliku pozeljno na srpskom ali odgovara i na engleskom!
Napomena! Nemojte kao odgovor ono googlaj ili sl. Pretrazivao sam dosta, i literature ima veoma malo skoro i da nema a na celom forumu samo jedan tread? Jos nesto: Nadam se da je tema na pravom forumu, ako nije u napred se izvinjavam, a vi me uputite!

Kao sto vidite tema je nadam se jasna iz samog naslova.
Naime potrebna mi je literatura za neki rad iz optoelektronike, naravno ostavite link ili saljite na e-mail([email protected]) ukliko nije problem, ili ostavite vas email pa da vas kontaktiram. Najvise bi odgovaralo nesto u elektronskom obliku pozeljno na srpskom ali odgovara i na engleskom!
Napomena! Nemojte kao odgovor ono googlaj ili sl. Pretrazivao sam dosta, i literature ima veoma malo skoro i da nema a na celom forumu samo jedan tread? Jos nesto: Nadam se da je tema na pravom forumu, ako nije u napred se izvinjavam, a vi me uputite!

pa ako onda ima malo na netu to samo znači da si loše tražio.
znači ako kreneš prvo od vrste detektora i njihovih aplikacija, naći ćeš podosta materijala

I ja mislim da je absolutno glavno pitanje detektora. Mislim da je optika uglavnom ZnSe.

Mozda je dobro pogledati koji se detektori koriste u ozbiljne naucne svrhe. Informacije su generalno public-domain a takodje mozes biti sigurnan da se u tim detektorima koriste najnovije tehnologije materijala/elektronike. Onda mozes da trazis kao keywords odredjene vrste detektora.

Jedan state-of-the art detektor je IRAC glavna kamera na Spitzer IR space teleskopu:
http://ssc.spitzer.caltech.edu/IRAC/ (In:Sb i Si:As detektori).

Hamamatsu Photonics je vrhunski proizvodjac svih vrsta fotodetektora. Materijali koje nude su PbS, PbSe, HgCdTe, InSb, InAs, CdS. Naravno, za slikanje je potrebna array kamera. To nisam nasao. Takodje ne znam kako se obicno realizuje elektronika piksela -- kao CCD? Kao CMOS? neka druga tranzistorska sema?

Treba svakako pogledati i koji se senzori koriste u far-IR spektroskopiji u hemiji.

Bilo kako bilo, senzor *mora* da se hladi na ispod -50C zbog pozadniskog termalnog suma. Cuo sam da je u proteklih 5 god americka vojska u pesadiji uvela TEC-cooled termoviziju kojoj ne treba tecni azot. To je tehnologiju ucinilo mnooogo prakticnijom za manja vozila.

BTW, tema je definitivno *termo*vizija tj far-IR imaging a ne near-IR odnosno telecom IR (700-1600nm)?

Takodje, razumem komentar o tome kako je tesko naci o termoviziji na netu -- sve linkovi na vojne firme koje ti prakticno nista ne kazu.

Probaj preko senzora ili stirlingovog kulera. Flir sistemi su specificna i hi-tech oprema, slidno skupa, tako da nema previse "koncentrovane price" po net-u.
Pa onda "sklapanje kockica", hladjenje, detekcija, sintetizovanje slike..

Ako nemas uslova da ides po naucnim skupovima ili sajmovima vojne opreme.

Veoma skupa igracka.

Poz.

Znao sam da ce odgovori biti u fazonu ma googlaj! Ali ipak se zahvaljujem mcetina2-i na nizu iznetih korisnih informacija (dobro su iznete pojedinosti) mada bih vise voleo nesto direktnije tipa link ili slicno, o samom principijalnom pristupu nacinu rada, i uopstenim pojmovima:
Sta predstavlja? Princip rada? Kada i kako je nastalo? Neke osnovne podele(aktiva i pasivna), Pa o njima? O nacinima obrade termografski dobivenih rezultata(kvalitativno i kvantitativno)? Pa sada i razne primene gde se primenjuje pa opet na koji nacin? Neke prednosti, mane i naravno dalji razvoj i tendencije!

Uz svo duzno postovanje i zahvalnost niz kataloskih i raznih drugih specifikacija i te kako mogu biti od pomoci ali nisu one primat mog ineresovanja vec principijalne stvari! Sto ne znaci da linkove ka pojedinacnim primerima kamera i sl ne postavljate vec naprotiv?

Potrebno mi je jos dosta informacija ovo je i dalje dosta skromno naravno zahvaljujem mcetini2!

Moj odgovor potice iz iskustva sa nabavkom naucne opreme, konkretno visoko osetljivih/astronomskih CCD kamera kao i brojaca fotona i fotodioda za eksperiment iz kvantne optike u near-UV opsegu. Ako odes i raspitujes se kod prodavaca, svi ce da ti nahvale posebne osobine svojih svoje proizvoda ali niko nece da ti objasni pazljivo o cemu se tu radi (Princeton Instruments - vama govorim). U isto vreme, ako potrazis literaturu, prvo ce ti trebati vreme da nadjes reference, onda da nabavis knjige (pogotovo tesko u ex-YU), onda ces da citas gomilu uvoda, klasifikacija primena, terminologije kao i zastarelih tehnoloskih informacija. Medjutim, u 80% slucajeva, glavne tj. bitne performanse bice odredjene osnovnom i dosta razumljivom fizikom detektora. Ostalo mozes da smatras bitim ali prilicno jednostavnim detaljima (i.e, sociva i objektiv kamere, sistem za hladjenje, mikroelektronika, etc.)

O glavnim fizickim osobinama mozes da steknes veoma dobru predstavu ako prokljuvis sta ogranicava state of the art senzore. U isto vreme, state of the art ti daje ideje o dijapazonu primene. A za state of the art u naucne svrhe, internet je dobar resurs.

E, sada da pomognem necim konkretnim:
Bilo koji EM detektor radi tako sto svetlost pobudjeje tranzicije izmedju energetskih nivoa u detektoru. Te tranzicije mogu biti dve vrste:
1) polu-diskretne (dE = (E0 <- diskretno) + (delta <- kontinualna promenjljiva) poput:
- tranzicija elektrona u atomima (potpuno diskretna tranzicija)
- tranicija elektrona izmedju valence i conduction bands u poluprovodniku (uglavnom diskretna tranzicija jer dE = E_bandgap + E_band(p_band) gde je p_band impuls elektrona koji svetlost pobudi)
- fotoemisije elektrona (dE = E_workfuncion + E_photoelectron(p_photoelectron))
2) kontinualne poput:
- protoka struje izazvanim spoljnjim el. poljem (antena+tranzistor ili antena+otpornik)
- promene osobina provodnika (npr. otpornosti) usled promene temperature po absorpciji EM zracenja (mnogi mikrotalasni detektori)

Generalno, 1) nudi bitnu prednost u odnosu na 2). Naime, usled termalnog kretanja uvek postoje fluktuacije EM polja u detektoru. Te fluktuacije bice pogotovo izrazene na nivou pojedinih atoma/elektrona (nema usrednjavanja ansambla). Medjutim, ukoliko je detektor diskretan, on nece biti osetljiv na fluktuacije energije manje od energije gap-a. Ova osobina nudi automatsko ponistavanje termalnog suma (thresholding) u diskretnim detektorima bez smanjenja osetljivosti na fotone plavlje od E0.

Termovizija medjutim, tu predstavlja problem jer se signal koji meris upravo nalazi u termalnom opsegu frekvencija tj. ne razlikuje se puno od termalnog suma. Za resavanje ovog problema postoji nekoliko opcija:
1) koristi detektor sa malim gapom - detektor ce biti osetljiv samo na deo boltzmanove raspodele termalnog zracenja ali ce sum biti manji (poluprovodnici i fotoelektricne cevi)
2) ohladi detektor i time eliminisi termalni sum (tecni azot i TECs)
3) koristi detektor u kome proces detekcije obuhvata mnogo vise od jednog atoma/elektrona (bolometri)

Problemi:
1) za mali poluprovodnicki gap potrbni su egzoticni poluprovodnici poput MCT ciji je rast i integrisanje sa Si CMOS elektronikom tesko. za mali fotoelektricni gap opet su potrebni egzoticni materijali
2) tecni azot nije nas bas toliko dostupan, nezgodno je uvek dopunjavati ga. termoelektricno hladjenje je neefikasno (detektor je zato cesto potrebno drzati u vakuumu)
3) potreban je materijal cije se osobine dramaticno menjaju pri deponovanju vema malih enerija

Domaci za tebe:
1) Klasifikuj GaN, Si, InGaAsP, HgCdTe, CdS, PbS, PbSe, InSb, SiAs etc. po velicini bandgap-a. Da li su svi ovi materijali poluprovodnici?
2) Kojim talasnim duzinama i temperaturama (vrh Boltzmanove raspodele) odgovaraju ove energije bandgapa? Na koji procenat termalne radijacije na 300K su ovi detektori osetljivi? Na 77K? Na 5400K (sunceva svetlost)?
3)Ppotrazi na Hamamatsu sajtu od kojih materijala se prave fotokatode za detekciju IR zracenja.
4) Sta je to image intensifier? kako radi?
5) Navedi barem 2 clever ideje za visoku osetljivost bolometara na male promene temperature.

Jos par linkova:
http://compoundsemiconductor.net/articles/magazine/7/11/3 -- overview MCT FPA detektora koji se koriste kao CCD IR kamere
http://lfw.pennnet.com/article..._display.cfm?article_id=272171 -- novi dizajn bolometra sa nanozicama
web.mit.edu/~mcetina/www/bolometer.pdf -- jos jedan bolometar

Teach a man to fish...

Samo sto je ovo pecanje po okeanima na marsu, recimo..
Kada bude naucio, moci ce da doktorira, moze da bira, fiziku, tehnologiju, elektroniku...
Prosto, i lab kamere i flir oprema nije jeftinija od 40000€, sa slabasnim izuzetcima. Vise me zanima, sada, razlog interesovanja. Ako vec "prostih" objasnjenja nema na net-u, valjda moze da se zakljuci i zasto.

Poz.

Jos jednom puno hvala mcetina2! Zaista poznajes materiju a i potrudio si se u odgovorima! Pa ne bih ponovo da zamaram tebe nekim pitanjima jer si mi zaista dao dosta toga sto treba da proucim, iako nema neke direktne literature. Pa tebi ako nije problem bih se javio jedino kada savladam i procitam nesto o tim stvarima koje si napisao

Odgovor za vladd: Sve ovo mi je potrbno za rad na cetvrtoj godini fakulteta iz predmeta Optoelektronika!

Naravno jos jednom poziv (vise vapaj!) za direktnom literaturom!

Hvala na odgovoru, za dalji tok teme i ostale odgovore - tema je prebacena na forum Elektronika!

E ako je tako, svrati do Instituta za Fiziku u Zemunu, pa da ti dam literaturu, problem je prepricavanje.

Sve za nauku.

Poz.

vladd:

Za protekle dve godine bakcanja u laboratoriji stekao sam sve vise i vise utisak da uvek treba prvo razumeti fundamentalnu fiziku i ogranicenja koja ona postavlja na ono sto hoces da uradis. Jer, cak ako na kraju nista i ne uradis, uvek ces nesto nauciti :)

Zato, upravo posto ne znam skoro nista o detektorima iznad 1.6um, ova tema mi se ucinila zanimljivom:
hoces da detekgujes kT fotone => treba ti small-bandgap detektor => trebaju ti posebni materijali => treba da razumes growth/epitaxy/CMOST integration istih (specificna tehnologija) => visoke cene i mali broj proizvodjaca => niko ne pravi i malo ljudi imaju u ex-YU => postoji mistika o citavoj temi

Ali, za mistiku stvarno ne postoji stvaran razlog. Ne moras da imas uredjaj u ruci da bi se zabavljao razmisljajuci o fizici. Stavise, ako postavis prava pitanja, videces da ima puno ljudi po svetu koji se upravo time bave i objavljuju zanimljive stvari (nano-zice, etc.)

Ako se stice utisak da popujem od preko bare, izvinjavam se. Hocu samo da unesem malo optimizma i znatizelje prema svetu oko nas.

P.S.
Kolike reflektore imaju najnoviji americki opticki spijunski sateliti?