В настоящей работе изучался следующий алгоритм восстановления СИ в фотоприемных матрицах, базирующийся на использовании в них фотоэлектрической связи между фотоэлементами. Полагаем, что подлежащее регистрации изображение сосредоточено в области между четырьмя диодами матрицы. Мы разбиваем эту область на 4x4 квадратных площадок, - и, моделируя диффузию фотогенерированных носителей заряда (ФНЗ) в матрице методом Монте-Карло [1], вычисляем фотосигналы 4x4 окрестных диодов при однородном освещении светом каждой из площадок. При освещении фрагмента матрицы, образованной 16-ю площадками, “фигурным” излучением (например, в виде однородно засвеченного круга, кольца, и т.п.), применяя тот же метод моделирования, мы аналогичным образом можем сосчитать фотосигналы рассматриваемых 16-ти фотодиодов. Теперь задача состоит в том, чтобы приблизить использованное для засветки матрицы “фигурное” изображение картиной, образованной однородно (но с разной интенсивностью!) засвеченными площадками.

В настоящей работе демонстрируются возможности разработанного нами подхода к Монте-Карло моделированию диффузии фотогенерированных носителей заряда (ФНЗ) в фотоприемных матрицах на основе материала КРТ [1] в применении к вычислению временных характеристик процесса диффузии. В качестве примера в работе изучалось распределение ФНЗ по временам жизни в традиционных КРТматрицах с квадратными диодами при однородной засветке таких матриц. Отметим, что вычисление временных характеристик процессов переноса ФНЗ в фотоприемных структурах может представлять интерес, например, для лидарных применений фотоприёмников. Кроме того, знание времен жизни ФНЗ в матрицах позволяет судить о величине (эффективной) длины диффузии ФНЗ ld eff, реализующейся в условиях отбора фототока диодами матрицы из абсорбера при разных значениях геометрических и материальных параметров матриц.

Частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) ИК КРТ-фотоприемных матриц убывает с ростом пространственной частоты засветки и обычно проходит через ноль вблизи удвоенной пространственной частоты Найквиста 2fN равной обратному шагу матрицы. Если аппроксимировать фоточувствительность пикселя константой в пределах квадрата со стороной w, меньшей или равной шагу матрицы, и нулем – за пределами этого квадрата, то ЧКХ такой площадки равна sin(fw)/fw (f - пространственная частота) и проходит через первый ноль на частоте f=1/w, равной или большей 2fN. Как видно из рисунка, на частоте 2fN распределение интенсивности синусоидальной волны засветки и соответствующие ему концентрация и ток фотоносителей обладают симметрией относительно границ пикселя, так что нормальная компонента фототока через границы пикселей зануляется.

Решение задачи построения эффективных алгоритмов восстановления субпиксельных изображений (СИ) из измеренной (без применения систем микросканирования) совокупности сигналов матричных ФПУ имело бы большое практическое значение. Действительно, хотя в настоящее время микросканирование и используется для решения ряда задач оптического детектирования (улучшение разрешения ФПУ, устранение геометрического шума фотоприемников, детектирование движущихся объектов, и др.), - использование микромеханических устройств значительно усложняет конструкцию проектируемых систем.

Знание величин длин диффузии фотогенерированных носителей заряда (ФНЗ) в фотоприемных матрицах на основе материала кадмий-ртуть-теллур (КРТ) в разных режимах работы таких матриц важно как для анализа фотоэлектрических процессов в фотоприемных приборных структурах, так и для понимания того, какие факторы и каким образом определяют значения приборных характеристик соответствующих фотоприемных устройств.