Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Օբյեկտները հեռավերլուծող դյուրակիր ֆոտոսպեկտրաչափի մշակումը

Հովհաննիսյան, Տարոն Սամվելի (2017) Օբյեկտները հեռավերլուծող դյուրակիր ֆոտոսպեկտրաչափի մշակումը. PhD thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան .

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (30Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1860Kb) | Preview

      Abstract

      Ժամանակակից ֆոտոսպեկտրաչափերը լայն կիրառություն են գտել մարդու գործունեության տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը, նյութագիտությունը, քիմիան, մոլեկուլային կենսաբանությունը, բիոքիմիան և այլն` լուծելով հեռահայտնաբերման և հեռանույնականացման խնդիրներ: Ֆոտոսպեկտրաչափը, կախված կառուցվածքից, ղեկավարումից և կարգաբերումից, ի վիճակի է որոշել օպտիկապես թափանցիկ միջավայրերում խառնուրդների տիպերը և դրանց քանակությունները՝ հիմնվելով ալիքի ինտենսիվությունների սպեկտրային կախվածության վրա: Սակայն ներկայումս շուկայում առկա ֆոտոսպեկտրաչափերի մեծ մասն ունեն մի շարք թերություններ. մեխանիկական և օպտիկական բարդ և ճշգրիտ հանգույցների կիրառումը և պարբերաբար կարգաբերման անհրաժեշտությունը, հուսալիության պակասը, չափերը և քաշը, գինը, կառավարման, չափումների մշակման և պահպանման, էկրանի վրա սպեկտրային տվյալների պատկերման համար արտաքին հանգույցի անհրաժեշտությունը, ճկունության ցածր աստիճանը: Արդի պահանջների պայմաններում դրանք սահմանափակում են ֆոտոսպեկտրաչափերի կիրառությունը: Նշված թերությունները թույլ չեն տալիս ապահովել ներկայումս խիստ պահանջված, դաշտային պայմաններում, մեծ տարածությունների վրա իրականացվող հեռավերլուծություն: Այդտեղ անհրաժեշտ են էժան, արագագործ, փոքրաչափ և դյուրակիր, սպեկտրային բարձր զգայունությամբ առաջնային տվիչներ՝ համալրված ազդանշանի մշակման, տեղորոշման և հեռակապի հանգույցներով: Նշված թերությունների վերացման ճանապարհին ատենախոսի կողմից կատարվել են հետևյալ աշխատանքները՝ Մշակվել է երկարգելք կիսահաղորդչային ֆոտոդետեկտորային n+(Ag-ի սիլիցիդ) - p(Si) - n+(Si) կառուցվածք, որի բազային տիրույթում տեղի է ունենում խառը սպեկտրով էլեկտրամագնիսական ճառագայթի կլանման գործընթաց, ինչը թույլ է տալիս տարբերակել առանձին ալիքներ, վերլուծել դրանց ինտենսիվությունները և քանակապես գնահատել օպտիկապես թափանցիկ օբյեկտների բնութագրերը: Կառուցվածքի ստացումը համատեղելի է ԿՄՕԿ ԻՍ-երի արտադրության տեգնոլոգիական ցիկլի հետ [4, 7]: Ստացվել են արտաքին շեղման լարման ազդեցության պայմաններում ֆոտոդետեկտորային կառուցվածքի ֆոտոհոսանքի սպեկտրային բաշխվածությունը նկարագրող արտահայտություններ [2, 6, 8 ]: Առաջարկվել է մշակված ֆոտոդետեկտորային կառուցվածքի համար օպտիկական ինֆորմատիվ ազդանշանի մշակման ալգորիթմ՝ ճառագայթի ինտենսիվության վերջնական սպեկտրային կախվածությունը քայլ առ քայլ ստանալու նպատակով [3-4]: Պատրաստվել են առաջարկված n+(Ag-ի սիլիցիդ) - p(Si) - n+(Si) կառուցվածքով ֆոտոդետեկտորների նմուշներ, հետազոտվել են դրանց սպեկտրային բնութագրերը և բացահայտվել են հիմնական ֆոտո-սպեկտրաչափական հնարավորությունները [4, 7]: Проблемы продовольственной и экологической безопасности в современном мире являются актуальными как с точки зрения сохранения эко- и биобаланса окружающей среды, так и создания комфортных условий и обеспечения высокого качества жизни населения. Во многих случаях от оперативности выявления и достоверности идентификации очагов опасных природных и антропогенных загрязнений, вредных и нежелательных веществ зависят жизнь и здоровье людей. В последние годы для решения указанных выше проблем получили широкое распространение оптические методы и соответствующие технические средства с использованием современных телекоммуникационных технологий. Такой подход позволяет решать задачи с высокой оперативностью получения информации, бесконтактно и практически в режиме реального времени (on-line). При этом как непрерывно усовершенствуются элементная база генерации, формирования, передачи и приема оптических сигналов, так и расширяются возможности обработки данных, идентификации и представления информации. Современные фотоспектрометрические приборы обеспечивают высокую точность регистрации оптического сигнала, однако из-за наличия сложных и высокоточных механических и оптических узлов они имеют высокую себестоимость, крупные габариты и низкую надежность, что и ограничивает их практическое использование в полевых условиях. Перспективным решением проблемы является использование в фотоспектрометрах полупроводниковых двухбарьерных фотодетекторных структур с селективной спектральной чувствительностью. Именно эти структуры являются основным предметом исследования диссертационной работы. Применение полупроводниковых двухбарьерных фотодетекторных структур в фотоспектрометрах требует дальнейших теоретических оценок, экспериментальных исследований и новых решений, особенно с точки зрения дистанционного получения и обработки оптической информации. Целью диссертационной работы является разработка и исследование портативного, высокочувствительного и быстродействующего фотоспектрометра на основе полупроводниковых двухбарьерных структур для дистанционного анализа оптически прозрачных объектов. Modern photospectrometers are widely used in different spheres of human activity, such as protection of natural environment, materials science, chemistry, molecular biology, biochemistry etc., solving problems of remote detection and identification. Photospectrometers, depending on structure, control, configuration adjustment, can determine types of mixtures and their amount in optically transparent environments basing on spectral dependency of intensities of waves. But the most of the photospectrometers currently available in the market have many disadvantages: the use of complex and precise optical and mechanical parts and the need in periodical calibration, the lack of reliability, the sizes and the weight, the price, the necessity of external block for control, processing and storage of measurements and displaying of spectral data on monitor, the low level of flexibility. They do not fulfil the modern needs of many applications and limit the usage of photospectrometers. The mentioned disadvantages make it very difficult to provide currently very demanded remote analysis performed in field conditions, on long distances. There a cheap, responsive and high-performance, compact and portable primary sensor with high spectral sensitivity is required, equipped with signal processing, geolocation and telecommunication blocks. On the way of solving the mentioned problems, the following results have been achieved in result of work done by the dissertator: A dual-barrier semiconductor photodetector n+(silicide of Ag) - p(Si) - n+(Si) structure has been developed, in base region of which happens the process of absorption of electromagnetic radiation with mixed spectrum, which allows to distinguish separate waves, analyze intensities of those and quantitively evaluate the characteristics of optically transparent objects. The creation of structure is compatible with technological cycle of CMOS ICs production [4, 7]. Expressions describing the spectral distribution of photocurrent of photodetector structure under the influence of applied external bias voltage have been received [2, 6, 8]. For the developed photodetector structure an algorithm processing the optical informative signal has been proposed to receive the final spectral dependency of intensity of radiation, step by step [3-4]. Samples of photodetector with proposed n+(silicide of Ag) - p(Si) - n+(Si) structure have been made, spectral characteristics of those have been researched and basic photospectrometric capabilities have been revealed [4, 7].

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Разработка портативного фотоспектрометра для дистанционного анализа объектов. Development of a portable photospectrometer for remote analysis of objects.
      Uncontrolled Keywords: Оганнисян Тарон Самвелович, Hovhannisyan Taron Samvel
      Subjects: Control, Automation and Electrical Engineering
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 15 Nov 2017 15:15
      Last Modified: 15 Nov 2017 15:15
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5959

      Actions (login required)

      View Item