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新的光电探测器使能技术可支持美国国家航空航天局(NASA)的热像仪

发布:optics1    |    2018-08-08 17:40    阅读:133
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NASA利用应变层超晶格技术(SLS)研发出了一款紧凑型热像仪( CTI)

工程师Murzy Jhabvala 表示,SLS组件是一种大型探测器,长约16英寸,高6英寸。它的功耗很小,在液氮的温度下工作,同时很容易在高科技环境下完成组装且成本低廉到几乎可以一次性使用。

Jhabvala还表示,除了以上特点外,工程师还可以快速、轻松地针对不同应用定制探测器技术。例如,近期戈达德太空飞行中心制造完成了一个1024 x 1024像素的SLS阵列,并计划在不久的将来将其尺寸扩增到2048 x 2048像素。

图1 应变层超晶格(SLS)探测器是美国国家航空航天局(NASA)一种先进的探测器技术,它将在即将到来的机器人服务演示任务中展示。在此致谢提供图片的NASA

Jhabvala与其行业合作伙伴——位于新罕布什尔州的QmagiQ共同研发完成了SLS检测器组件。SLS基于量子阱红外光电探测器(QWIP)技术,这是一项Jhabvala和其政府、行业合作伙伴花了20多年时间改进的技术。

与其前一代产品相比,SLS探测器的灵敏度提高了10倍,并且可在更宽的红外光谱范围和更高的温度环境下工作——SLS阵列的工作温度为70 K,而QWIP阵列的为42 K。由于SLS阵列可以在较温暖的温度下运行,因此其冷却系统可以更小同时功耗更低。

图2左图为由量子阱红外光电探测器得到的测试图,右图为由应变层超晶格(SLS)探测器阵列得到的测试图,与左图相比,右图分辨率明显有所提高。在此致谢提供图片的NASA

在NASA的机器人燃料加注任务第三阶段(RRM-3)期间,紧凑型热像仪(CTI )将对地球表面的火灾、冰原、冰川和雪面温度进行成像和测量,同时还将测量水从土壤和植物进入大气层的转移情况。紧凑型热像仪(CTI )及其SLS探测器将采用一个混合计算系统来控制仪器,处理其在轨道运行中拍摄到的图像和视频。

图3 戈达德探测器工程师Murzy Jhabvala(左)和他的团队——包括Anh La(右)和Don Jennings(未在图中)在内,图中背景是他们推出的一种新型探测器技术,称为应变层超晶格技术。在此致谢提供图片的NASA

Jhabvala表示,这次演示的目的是将SLS的技术成熟度(TRL)提高至9级(TRL-9),达到该级别就意味着SLS已能在太空中飞行,并证明它可在太空极端环境条件下良好运行。Jhabvala说:“我们需要这个任务来证明,这是技术领域一个重要的里程碑。在展示我们的探测器阵列时,更多的探测器会被制作、组装和排列成焦平面阵列,这将使我们能够在未来从太空对大片的地球表面进行成像探测。”

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