автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка и исследование систем восприятия информации в видимом и инфракрасном диапазонах излучения на основе твердотельных фотоприемников

РГ6 од 2 9 МАЙ 1995

На правах рукописи

КАПЕРКО Алексей Федорович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ВОСПРИЯТИЯ ИНФОРМАЦИИ В ВИДИМОМ И ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНАХ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ФОТОПРИЕШ1КОВ.

05.13.05 - Элементы и устройств', вычислительной' техники и систем управления.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1995

- г -

Работа выполнена в Московском Государственном институте электроники и математики (техническом университете).

Научный консультант: доктор технических наук, профессор . Арменокий Е.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Домрачев В.Г.

доктор технических наук, профессор Титов B.C.

доктор технических, наук, профессор Шилин В. А.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт "Пульсар".

Защита состоится ¿QutOHS /'995Г. в на заседании диссертационного совета Д.063.068.03. в Московском Государственном институте электроники к математики по адресу: 109028, г.Москва, Б.Вузовский пер., д.3/12, тел.: 916-88-07.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИс',!.

Автореферат разослан " J5" MQ0 1995г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.Л.Ижванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ.

Диссертация посвящена решению крупной научной проблемы -разработке и исследованию систем восприятия информации для видимого и инфракрасного диапазонов излучения на основе ■ твердотельных фотоприемников, позволяющих считывать трехмерные изображения, что имеет важное народнохозяйственное значение для развития приоритетного направления, связанного с созданием интегральных элементов систем управления, применяемых в интеллектуальных робототизированных комплексах.

Актуальность работы обусловлена тем, что проблема считывания тр( .мерных изображений является одной иэ центральных в сложных технических системах восприятия информации (системах технического зрения). Успешное решение этой проблемы зависит от эффективности и быстродействия' обработки информации, как в оптическом тракте системы, так и в электронном тракте. При этом на передний план выдвинулись задачи связанные с созданием согласованных

оптико-электронных систем восприятия информации, обладающих высоким быстродействием, малыми геометрическими размерами, малой потребляемой мощностью и высокой наработкой на отказ. Необходимость решения таких задач вызвана потребностями построения зрительных систем робототехники, для осуществления обработки изображений в аэрокосмических исследованиях, для выполнения исследований тепловых полей с применением тепловизионной датчиковой аппаратуры. Исследования по теме диссертации связаны с разработкой системы восприятия информации на основе твердотельных фотоприемников на приборах с зарядовой связью (ПЗС), позволяющих считывав• трехмерную информацию с помошью одной полупроводниковой передающей телевизионной камеры. Использование твердотельных

фотоприемников на ПЗС в исследуемых системах дает возможность осуществлять параллель но-последователь ную ' обработку считываемой информации, обладает совмещенной технологией изготовления фоточувствичельных элементов, формирователей тактовых импульсов, систем управления, регистров,

дифференциальных усилителей. При этом к твердотельным фотоприемникам на ГОС предъявляется ряд требований: широкий (спектральный диапазон работы, высокая интегральная чувствительность и разрешающая способность, минимальные размеры фоточувствительного элемента и расстояния между элементами. Эти требования определяют работу входных устройств на ГОС, осуществляющих преобразование входного сигнала в зарядовый пакет. При разработке входных устройств на ГОС, обладающих высоким быстродействием, линейностью лреобразования входного сигнала в зарядовый пакет, требуется анализ большого числа вариантов таких устройств. Это возможно только в случае математического моделирования физических процессов, происходящих б этих устройствах.

Считывание трехмерной информации возюашо при условии использования бинокулярных систем восприятия информации, а это требует наличия двух передающих телевизионных камер на ГОС. однако световая волна, распространяющая 1 от исследуемого объекта обладает определенной кривизной, а по кривизне волнового фронта можно определить пространственное 'положение объекта. Для регистрации малых фазовых изменений волнового фронта обычно используется многолучевой интерферометр. Использование многолучевого интерферометра в

оптико-электронной системе восприятия информации позволяет дополнить плоскую картину изображения объекта интерференционной картиной, ' соответствующей пространственному положению объекта.

Научная новизна работы заключается в ' теоретическом обосновании подходов связанных с создан..¿м системы восприятия информации, которая позволяет регистрировать полную информацию •об исследуемом объекте. При этом регистрируется амплитудная и фазовая состаЕ . нощие волнового поля исследуемого объекта на фоточувствительном поле твердотельных фотоприемников, что дает возможность значительно увеличить скорость обработки сигналов.

Состояние исследований по проблеме. Исследованию систем восприятия информации (технического зрения), позволяющих считывать трехмерные изображения посвящено значительное число работ как российских, так и зару'ежных ах оров, большой объем

процессы преобразования входного сигнала в зарядовый пакет при любом способе ввода заряда в ПЗС;

- предложена классификация режимов работы входных устройств на ПЗС, которая позволяет оперативно производить выбор способа ввода зарядового пакета, режима работы входного ислжового затворов, источника сигнала при исследовании входных устройств с помощью разработанной математической модели;

-.предложен способ ввода заряда в ПЗС, обладающий сочетанием высокого быстродействия и низкого уровня нелинейных искажений, основанный на контроле величины формируемого сигнального зарядового пакета с помощью плавающего режима работы стокового затвора входного устройства на ПЗС.

Методической основой проведенных исследований является использование . современных методов оптической обработки информации, базирующихся на решении интегральных уравнений Гельмгольца-Кирхгофа с учетом , интегралов Френеля. Для математического моделирования физических процессов, происходящих во входном устройстве на ПЗС, используются конечно-разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных, . а в целях получения уточненного результата использован- экстраполяционный метод Ричардсона. Достоверность результатов диссертации подтверждается тем, что предложенная система восприятия информации тлеет четкую физическую интерпретацию, обеспечивается апробированным математическим аппаратом, характеризуется наглядностью, а также соответствием результатов практического использования теоретическим положениям работы.

Материалы диссертации нашли практическую реализаыю при выполнении хоздоговорных научно-исследовательсда работ, где соискатель являлся ответственным .исполнителем или руководителем работ:

- "Исследование и разработка топологии и принципиальней схемы комплементарных и динамических МДП БИС"' (М гос.per. 80071435);

- "Разработка и исследование схем управления МНОПЭППЗУ емкостью 64 кбита" (М roc.per. 01830033751);

- "Исследование систем восприятия визуальной информации в видимом и ИК ' диапазонах оптического спектра на основе твердотельных приемников изображения"(N гос.per. 01930009092); ' - "Разработка спектрозоналыюй измерительной системы для диагностики регистрируемого излучения" (N гос.per. 01930009354);

- "Разработка трехмерных систем технического врения на основе фоточувствительных твердотельных приемников изображения' (N гос.per. 01950002286).

Разработана оптическая часть системы восприятия информации, которая позволяет проецировать трехмерное изображение.объекта на матрицу фоточувств ительных приемников излучения -видимого и инфракрасного диапазонов. Математическая модель и комплекс программ расчета составляют совокупность средств машинного проектирования входных устройств гля БИС на ЮС, что позволяет производить расчеты распределения заряда, передаточные .. переходные характеристики и нелинейные искажения во входной структуре ГОС. Предложена входная конструкция на ГОС, состоящая из входного устройс-ва на ГОС. компаратора и вспомогательного инвертора, которая позволяет реализовать способ ввода сигнального зарядового пакета с высоким быстродействием, малыми нелинейными искажениями и широким динамическим диапазоном. Приведены расчеты, обосновывающие четкое соотношение между размерами фоточувствительных элементов и конструкцией многолучевого интерференционного устройства.

Результаты работы использованы при выполнении ОКР и НИР на предприятиях: Научно-исследовательский институт "и/льсар". Научно-исследовательский институт микроприборов ПО "Кристалл", Государственный научный центр лазерной хирургии. Научно-исследс ательский инс*.»тут микроэлектроники и информационно-измерительной техники, а также в учебном процессе Московского Государственного института электронной техники. Московского государственного института электроники и математики.

Результаты диссертации были положены и обсуждены на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:

- II Всесоюзная научная конференция "Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических систем", Москва, 1981г.

- XI Всесоюзном совещании семинаре "Современная элементная база ЭВМ и методы ее проектирования с помощью ЭВМ", Москва, 1983г.

-. II Всесоюзном совещании "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе", Барнаул, 1984г.

- Научно - техническая конкуренция "Информационно ' -' измерительные системы и точность в приборостроении", Москва, 1984г.

- Научно-техническая конференция "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в гибких, автоматических производствах", Москва, 1985г.

- Всесоюзное совещание-семинар "Автоматизация, интеллектуализация и робототизация производства", Гурзуф, 1985г.

- Меящународная конференция "Новое в лазерной медицине", Брест, 1991г.

- Всесоюзный семинар" "Применение лазеров в науке и технике", Тольятти, 1991г. '

- Международная конференция SPIE "Биомедицинская оптика -92", Лос-Ашшлос, Калифорния, 1992г.

- IV конференция с международным участием "Приборы с зарядовой связь» и системы на их основе", Геяендяж, 1992г.

- Вторая конференция Московского региона с участием ведущих иностранных специалистов "Лазеры в медицинской практике", Видное, lS92r. -

- Международная конференция "Перспективные направления лазерной медицины", Одесса, 1992г.

- 48 научная сессия РНТОРЭС им.А.С.Попова,, Москва, 1993г.

- Международная научно-техническая конференц».л "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления", Гурзуф, 1893г.

- Международная конференция "Новые достижения лазерной медицины". Санкт-Петербург, 1993г.

- Всероссийская научно-техническая конференция с участием 'зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления". Гурзуф, 1994г.

* - Научно-технический семинар лазерной ассоциации и BIOS SPIE "Лазеры в медицине и биологии", Мо ша, 1995г.

- Научно-технические конференции МГИЭМ и семинары кафедр "Физические основы электронной техники", "Микроволновая и квантовая электроника", "Автоматика и управление в технических системах", Москва.

• Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа и 4 научно-технических отчета (инв. N 02838024667, 028400335491, 0293000504b, 02940003730)"" Все основные результаты, составляющие содержание диссертации, получены автором самостоятельно.

Объем и структура работы. Д1 сертш'чя состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 304 страницах, включая 80 рисунков, 10 таблиц и список литературы 200 наименований.

На защиту выносятся следующие положения:

- аппаратная реализация оптической системы, позволяющей проецировать трехмерное изображение на матрицу фотопркемников излучения, которая описывается полным дифракционным интегралом Кирхгофа-Френеля;

- конструкция многолучевого интерференционного устройства и соответствующие фоточувствихельные эле' знты малой площади, позволяющие считывать интерференционную картину, для которых реализуется считывание информации с применением метода стационарной 4 зы; •

- математическая модель входного устройства на IBC, которая позволяет исследовать физические" процессы, влияющие на формирование сигнального, зарядового пакета;

- способ ввода . заряда в ПЗС, обладающий сочетанием высокого быстродействия и н экого уровня нелинейных искажений, основанный на контроле вели"мны формируемого- эарядового пакета.

СОДЕРЖАНИЕ Р.'ЗОТЫ.

Во введении приводится краткая характеристика работы, показана ее актуальность, изложены основные научные результаты и практическая значимость работы.

В первой главе дан обзор основных направлений разработки систем восприятия информации, предназначенных для анализа трехмерных объектов. Большинство датчиков оптического излучения, входящих в состав систем восприятия информации, представляют собой телевизионные камеры, основными элементами которых являются оптическая система и многоэлементные . фоточувствительные приемники излучения. К числу наиболее совершенных пиемников излучения относятся твердотельные фотоприемники на приборах с зарядовой связью. При создании высокочувствительных многоэлементых фотоприемных устройств одной из важнейших задач является ввод сигнального зарядового' пакета в ПЗС-структуру. Поскольку, во входных устройствах на ПЗС впервые происходит дискретизация сигнала, то к нему необходимо подходить, "как к элементу квазиоптимальной обработки сигнала. Многообразие технологических 'процессов производства БИС на ПЗС, изменение

конструктивно-технологических ограничений накладывают определенные трудности на разработку различных вариантов входных устройств на ПЗС. Поэтому экономически, оправданным считается моделирование работы основных структурных узлов с помощью ЭВМ, что позволит произвести расчет необходимых характеристик исследуемого устройства с наперед заданными параметрами и проанализировать полученные результаты без изготовления тестовых структур.

Для получения' информации о пространственнсл положении объекта наиболее широко используются системы восприятия информации:

- на основе стереоскопического метода анализа изображения;

- на ' основе использования сканирующего лазерного дальномера.

Стереотелевизионные .истемы восприятия информации на основе двух телевизионных камер обладают высокой точностью

определения координаты объекта, однако недостатком данного метода анализа ' является малая пространственная область наблюдения, необходимость согласования характерных точек Ьбъекта на двух изображениях, что приводит к увеличен™ времени обработки считываемой информации.

В системах восприятия информации, построенных на основе сканирующего лазерного дальномера в сновном используется фазовый метод измерения расстояния до объекта. Однако для таких систем характерными недостатками являются: сложность наведения узкого луча на объект; трудности обеспечения больших областей обзора, высокая временная когерентность лазерного сигнала приводят к резким флуктуациям интенсивности оптического изображения. К отдельному классу лазерных дальнометрических систем следует отнести оптические дисковые системы (компакт-диски СО), в которых отражение лазерного луча от рельефной структуры поззоляет выделить изменение фа~ы отраженного волнового фронта, путем считывания изменяющейся дифракционной картины на нескольких фоточувствительных детекторах. Однако оптическим дисковым системам присущи такие же недостатки, что и всем системам построенным на основе сканирующего лазерного дальномера.

Замечательной способностью воспринимать трехмерные изображения обладает глаз человека. В работе приводится описание устройства глаза и указывается на такио его особенности, которые мало отражены в современной научной литературе. Первое, на что обращается витание, это рассогласование оптической оси глаза, проходящей через роговицу и хрусталик, и зрительной оси - юрмали к поверхности центральной ямки, самой чувствительной области сетчатки. Второе - диаметры фоточувствительных рецепторов в области центральной ямки увеличиваются от - центра к периферии, что должно приводить к изменению разрешающей способности системы восприятия глаза человека. Третье - оптическая система глаза человека представляется в виде одной эквивалентной линзы, а это обычно приводит к сокращению функциональных возможностей такой оптической системы.

По итогам проведенного анализа систем восприят"я информации выдвигаются следующие задачи:

Для считывания трехмерной сигнальной информации надо разработать оптико-электронную систему. Информация об исследуемом или наблюдаемом объекте ч такой системе переносится оптическим излучением, а ее первичная обработка' происходит, как в оптических элементах, так и в процессе преобразования энергии излучения в электрический информационный сигнал. При этом для считывания оптических сигналов используются твердотельные фоточувствительные приемники излучения на приборах с зарядовой связью.

Необходимо выделить составлякгую оптического сигнала, ' несущую информацию о пространственном положении объекта, а для этого необходимо разработать многолучевой интерферометр, . который позволяет регистрировать малые фазовые изменения проходящего через интерферометр волнового фронта. Кривизна, волнового фронта несет информацию о положении исследуемого объекта в пространстве.

Для разрабатываемой ■ оптической системы ватаым условием является . исключение различных аберраций: сферической, хроматической, комы, астигматизма.

Многолучевой интерферометр осуществляет формирование интерференционной картины на фоточугствигельной матрице элементов считывания информации, поэтому необходимо провести исследования связанные с определением условий согласования периода интерференционной картины с периодом располс".ения фоточувствительных элементов в плоскости матрицы.

Необходимо дать физическую интерпретацию - факта рассогласования оптической .. зрительной оси глаза человека, что даст возможность правильно проектировать биологические системы восприятия информации. *

Разработка математической модели входного устройства на ПЗС, позволит исследовать физические процессы влияющие на формирование сигнального зарядового пакета. .

Классификация режимов работы входных устройства на ГОС по наиболее важным параметрам: способ ввода заряда, быстродействие, нелинейные искажения, динамически:'! диапазон, позволит оперативно принимать решение по выбору электрической

схемы, начальных и граничных условий для моделирования работы входных устройств на ЭВМ.

Необходимо разработать способ ввода заряда в ГОС, который ■бы вносил малые нелинейные искажения при работе входного устройства на высоких частотах.

Для контроля за степенью воздействия лазерного излучения инфракрасного диапазона на биологический объект необходимо разработать систему восприятия информации, с помощью которой осуществляется визуализация двухмерных и трехмерных тепловых полей.

Во второй главе проводится анализ оптических элементов системы восприятия информации необходимых для формирования трехмерных изображений. Для этого выбрав математический . аппарат, базирующийся на решении трехмерного дифференциального уравнения Гельмгольца-Кирхгофа. Для математического описаг..:я дифракционных явлений, возникающих па элементах оптической системы, используется дифракционная формула Френеля-Кирхгофа. Показано, если на плоское отверстие гадает плоская световая волна, то в этом случае наблюдается дифракция Сраунгофера, которая описывается линейными членами дифракционной формулы. Если сферическая световая волна падает на сферическую поверхность оптического элемента, то в этом случае наблюдается дифракция Френеля, которая описывается линейными и квадратичными членами дифракционной формулы. Для систем восприятия трехмерной информации необходимо использовать элементы, которые позволяют учитывать линейные и квадратичные члены дифракционной формулы. Квадратичны" члены дифрадионной формулы Френеля-Кирхгофа содержит информацию о фазе проходящего светового возмущения, что позволяет определить пространственное положение истс шика л приемника излучения относительно главной плоскости оптической системы. При этом необходимо обеспечить считывание сигнала по методу стационарной фазы, а это накладывает жесткие требования на размер.фоточувствительных элементов.

Для реализации 'метода стационарной фазы необходим отдельный оптический элемент, позволяющий выделять малые

фазовые изменения проходящего светового волнового фронта и проецировать интерференционную картину на матрицу фотоэлементов. Таким оптическим элементом является многолучевой интерферометр. Известна конструкция многолучевого интерферометра Фабри-Перо. позволяющая регистрировать интерференционную картину плоского волнового фронта, в которой используется эталон в виде двух параллельных полузеркальных поверхностей и линза. осуществляющая проецирование интерференционной картины на экран. Однако в плоской световой волне отсутствует информация о пространственном положении источника излучения. Поэтому . необходимо разработать конструкцию многолучевого интерференционного • устройства, позволяющую регистрировать интерференционную картину сферического волнового фронта Кривизна сферического волнового фронта несет информацию о пространственном положении источника излучения. При этом конфигурация многолучевого-интерференционного устройства соответствует конфигурации линзы со сферическими концентрическими поверхностями, которая относится к разряду апланатических линз. Для таких линз выполняется закон синусов, устранены' сферическая и хроматическая аберрации и тома. Многолучевое интерференционное устройство со сферическими концентрическими поверхностями обладает таким параметром, как фокусное расстояние. Точечный источник излучения помещенный в передний фокус многолучевого интерференционного устройства формирует плоскую световую волну на экране. Поэтому предлагаемое многолучевое интерференционное устройство обладает свойствами характерными для многолучевого интерферометра Фабри-Перо, но имеет минимальное число оптических элементов. Эти особенности позволяют лримеытъ его в различных оптических и оптико-электронных сстемах и для построения голографических систем. .Такое многолучевое интерференционное устройство позволяет выделять составляющее второго порядка малости светового возмущения, которые свягли с дифракцией Френеля. Таким образом для реализации систем восприятия трехмерной информации необходима ,оптическая система, ' позволяющая считывать сигналы в виде суммы амплитудной и фазовой составляющих. Подтверждением этого может

служит "представление Рабиновича", в котором полное световое возмущение на ■ экране рассматривается, как взаимодействие падающей световой волны, распространяющейся по законам геометрической оптики, и граничной дифрагированной вслньг, возникшей на оптическом элементе. Поэтому оптическая часть системы восприятия информации, в которой учитываются дифракционные эффекты должна состоять -.з двух функциональных элементов. Первый элемент - многолучевое интерференционное устройство со сферическими концентрическими повррхностями, а зторой - объектив, проецирующий изображение на фоточувствительные элементы приемника излучения на. ПЗС. Положение двух элементов в такой оптической системе строго фиксировано. Необходимо совмещение главных плоскостей обоих компонентов, что обеспечивает устранение " сферической и хроматической аберраций, комы и выполнение условий снусов.

Переднее фокусное расстояние первого компонента определяет положение исследуемого объема, а заднее фокусное расстояние второго компонента определяет положение матрицы фотоприемников, на которую проецируется изображение объекта.

Установлено, что существующий подход представления оптической системы глаза человека в виде одной эквивалентной линзы не позволяет выделить из общего проходящего, светового потока дифракционной составляющей, а это приводит к потере значительной доли ■ информации о пространственном положении объекта. Обосновывается утверждение, что роговица выполняет роль многолучевого интерферометра. Приведены расчеты фокусного расстояния роговицы, позволяющие более точно определить расстояние наилучшего видения.

В третьей главе приведен анализ входных устройств на приборах с зарядовой связью для лютем восприятия информации; В твердотельных фоточувствительных матрицах используются различные способы ввода заряда в ПЗС: способ динамической инжекции, способ отсечки диода, способ уравнивания, потенциалов, способ прямой инжекции, способ модуляции напряжения затвора, которые ч значительной мере • определяют

параметры входных . устройств. Важным условием для проектирования входных устройств является возможность моделирования работы этого. устройства на ЭВМ. Для этого предлагается разработка математической модели и алгоритма расчета основных параметров входного устройства на ПЗС. В качестве объекта моделирования выбрана универсальная схема входного устройства на ПЗС, представляющая из себя входной МЯЛ-транзистор, где истоком служит диффузионная область входной ПЗС стоуктуры , затвором служит первый электрод, прилегающий к диффузионной области, а стоком - потенциальная яма, образованная под вторым электродом ГОС.

Для создания математической модели входного устройства на ПЗС необходимо описать основные процессы, влияющие на формирование сигнального зарядового пакета: процесс инжекции заряда в потенциальную яму, процесс экстракции заряда в диффузионную область и процесс перераспределения заряда между. потенциальной ямой и диффузионной областью. Математической формулировкой задачи о моделировании указанных процессов является система уравнений, в которой основным является уравнение непрерывности, связывающее процессы переноса заряда с дрейфовой и диффузионной составляющими плотности носителей заряда. При этом для входного устройства на ПЗС приняты следующие допущения: скорости генерации и рекомбинации электронно-дырочных пар на поверхности и в объеме полупроводника равны между собой, процесс переноса заряда происходит на поверхности " раздела полупроводника и диэлектрика, поверхностная подвижность носителей заряда в полупроводнике считается постоянной; влиянием обедненной области можно . пренебречь, т.к. используется высокоомная подложка.

Для решения системы уравнений математической модели определена начальные и граничные условия. Так для задания граничных условий все' способы ввода заряда в ПЗС разделены на два класса. Первый - характеризуется интегрированием заряда инжектированного из диффузионной области в потенциальную яму под стоковым затвором ГОС-структуры. К этому классу откосятся способ динамической инжекции заряда, процесс инжекции заряда в

способе уравнивания потенциалов, способ прямой инжекции и модификации способа модуляции напряжения затвора. Второй -характеризуется выборкой сигнального напряжения, что обеспечивается удалением части заряда и изоляцией сигнального зарядового пакета от входной диффузионной области. К этому классу относятся процесс экстракции заряда в диффузионную область в способе уравнивания потенщ лов, способ отсечки диода и модификации способа модуляции напряжения затвора.

В качестве начальных условий задается профиль поверхностного потенциала и распределение заряда под затворами входной ГОС-структуры. В рассматриваемой математической модели исключены области зазоров между электродами ГОС, что влечет за собой необходимость определения функций поверхностного потенциала и плотности заряда в виде кусочно-непрерывных зависимостей (в области зазора эти функции име"%т разрыв первого рода). Это условие приводит к формулировке дополнительных граничных условий, ".к. система уравнений математической модели описывает нестационарные процессы, то дополнительные граничные условия имеют динамический характер. Так для входных устройств на ГОС, относящихся к первому классу дополнительные граничные условия определяются непрерывностью плотности потока на границе, а для устройств второго класса -непрерывностью значений поверхностного потенциала и плотности потока на границе. Такой подход позволяет моделировать входные устройства на ПЗС содержащие несколько входных затворов и исследовать их входные характеристик!- при малых затратах машинного времени.

Для численного решения системы уравнений используется чисто неявная шеститочечная разностная схема, позволяющая получить систему линейных алгебраических уравнений с трехдиагональной матрицей коэффициентов. В качестве метода выбран метод прямой и обратной прогонки, обладающий высокой эффективностью. Исследованы вопросы точности получаемого решения при уменьшении шагов дискретизации разностной сетки с помощью экстраполяционного метсда Ричардсона. На основе разработанной математическс* модели и алгоритма решения • приводится пример моделирования входного устройства на ГОС,

имеющего три электрода (экранирующий, управляющий, стоковый), получены количественные характеристики работы этого устройства с учетом его электрофизических и топологических параметров.

Приведена классификация режимов работы входных устройств на ПЗС в которой основными признаками являются: выполняемая операция при формировании сигнального зарядового пакета, способ ввода заряда в ПЗС, источник сигнача и подключение его к входному устройству на ПЗС, рабочая область ВАХ входного транзистора, быстродействие и линейность передаточной характеристики для данного режима работы.

Для обеспечения ввода сигнального зарядового пакета в ПЗС в качестве источника сигнала могут испэльзваться генераторы тока или генераторы напряжения. Подключается источник сигнала ■или к входной диффузионной области, или к затворам ПЗС-структуры. Прикладываемое напряжение к входному затвору или разность напряжений между истоком и входным затвором определяют рабочую область вольт-амперных характеристик, которая разделяется на надпороговую и подпороговую. Надпороговая область ВАХ характерна для работы аналоговых схем, а подпороговая -. для ввода малых сигналов в формирователях видеосигнала. В предложенной классификации признаки быстродействия и линейности характеристик определяются показателями: высокое и низкое. Под высоким быстродействием понимается время формирования сигнального зарядового пакета под действием электрического Поля, а под низким - время формирования сигнального зарядового пакета, которое определяется диффузионными процессами. Линейность характеристик считается высокой, если уровень нелинейных искажений ниже (-40дБ), и низкой, если уровень выше (-20дБ). На основании предложенной классификации рекомендуется, методика выбора необходимого режима работы входного устройства при сформулированных требованиях по быстродействию, по нелинейным искажениям, по необходимости контроля величины нормируемого зарядового пакета. Приведенная классификация позволяет оперативно выбирать необходимую программу расчета по описанной выше математической модели.

Для осуществления точного преобразования входного сигнала в зарядовый пакет используются входные конструкции, состоящие из входной структуры ПЗС и схем электронного обрамления (усилители, фильтры, буферные каскады, компараторы и др.). В работе приведены примеры таких входных конструкций и показаны возможности моделирования процессов формирования зарядового пакета в таких конструкциях. В реферируемой работе приводится исследование мало изученного процесса'перераспределения заряда во входном устройстве на ГОС.

Анализ способов ввода заряда, в соответствии с приведенной выше классификацией, позволил разработать способ ввода заряда, который основан на комбинации способов динамической инжекции и уравнивания потенциалов. Такой подход исключает влияние на величину сигнального зарядового пакета

о

эффектов перераспределения и отстававния заряда, которые проявляются при формировании зарядового пакета. Важным фактором разработанного способа ввода заряда является возможность контроля величины зарядового пакета с помощью плавающего режима работы стокового затвора. Для управления работой входного устройства, реализующего предложенный способ ввода заряда. используется схема сравнения напряжений плавающего стокового и входного затворов. В случае равенства этих напряжений, на выходе схемы сравнения формируется напряженке, :-оторое вызывает прекращение процесса инжекции заряда в ПЗС. Равенство напряжений на входном и стоковом затворах при идентичности конструктивных и технологических параметров этих затворов характеризует уравнивание поверхностного потенциала под этими затворами.

Использование предложенно. о способа в работе входных устройств на высоких частотах обусловлено:

- высоким быстродействием, которое свойственно для вхолчых устройств, осуществляющих ввод заряда в ШС по способу динамической инкекцчи;

- низкими нелинейными искажениями, которые характерны для входных устройств, реализующих способ уравнивания потенциалов;

- возможностью автоматической изоляции 'сигнального зарядового пакета.

_ -сЛ -

Для предложенного способа ввода заряда в ПЗС разработана входная конструкция, состоящая из входного устройства на ПЗС, компаратора и вспомогатель: ого инвертора. Анализ работы разработанной входной конструкции проводился на основе математического моделирования на ЭВМ процессов формирования зарядового пакета. В предложенной входной конструкции ПЗС компаратор должен обладать высоким быстродействием и «алой потребляемой мощностью, а это достигается за счет использования комплементарных ЮТ-схем или динамических схем на п-канальных МДП-транзисторах.

В четвертой глаЕ' проводится анализ голографических способов восприятия трехмерных объектов. При этом голография рассматривается, как интерференционный метод регистрации светозых волн, дифрагировавших на объекте, который освещен когерентным светом. В этом случае возникает наблюдаемая интерференционная картина с определенным распределением интенсивности. Обычная голограмма содержит информацию о фазе и об амплитуде дифрагированных волн. Для получении голографического изображения необходимо учитывать

интерференционную составляющую, входящую в суммарную интенсивность света, сформированную в плоскости голограммы. Получение гологрзфического изображения на фоточувствительной' матрице ПЗС, с максимальным учетом интерференционного члена в суммарной интенсивности считываемого сигнала, возможного в случае параллельности составляющих предметной и опорной волн. Однако в этом случае на фоточувствительной матрице будет сформировано сфокусированное прямое и расфокусированное сопряженное изображение объекта. Для устранения двойникового изображения и учета интерференционного члена в -„суммарной интенсивностч считываемого сигнала в системах восприятия трехмерной информации предлагается использовать

голографическую схему получения внеосевых гологр_.,л< по методу Лейта и Упатниекса, в которой среднее направление света от объекта образует острый угол с направлением опорной волны. Для систем восприятия информации, имеющих центрированную двухкомпонентную оптическую систему, можно получить только

осевые голограммные изображения, недостатком которых является двойниковость изображения. Для получения внеосевых голограммных изображений необходимо изменить направление нормали плоскости приемника излучения, что приводит к образованию угла между осью двухкомпонентной оптической системы и нормалью к плоскости фоточувствительных элементов оптико-электронной системы восприятия информации. Выбор угла наклона нормали плоскости фоточувствительной матрицы на ПЗС к оптической оси двухкомпонентной оптической системы для параксиальных лучей определяемся, как отношение усредненной длины волны считываемого сигнала к периоду размещения фоточуютвительных элементов в плоскости матрицы. В работе показано, что для получения голографического изображения >1.)рошего качества необходимо, чтобы частота полос интерференционной картины, созданной с помощью многолучевого интерференционного устройства, была равна значению разрешающей способности регистрирующей фоточувствительной среды.

Основным элементом систем восприятии трехмерной информации является голограммный оптический элемент. Для голограммных оптических элементов характерно наличие многих дифракционных порядков, причем оптическая сила каждого порядка сильнс зависит от длины волны излучения. Это приводит к необходимости разрабатывать голограммный оптический элемент для конкретного применения, добиваясь устранения различных аберраций. Установлено, что наиболее подходящим гогограымным оптическим элементом является линза с концентрическими сферическими поверхностями, которая позволяет проеци, овать интерференционную картину на матрицу фоточувствительных элементов на ПЗС. Показано, что для анализа интерференционной картины обычны используют преобразования Фурье, Фурье-Бесселя, Френеля, Абеля. Анализ способов записи голографических >;зсЗржений показан, что для предложенных систем восприятия трехмерной информации наиболее наглядным является использование пр^тбразования Френеля. Анализ голографических изображений лучше всего проводить, испольгуя систему, воспроизведения с апертурами кодированными зонной пластинкой Френеля. В этом случае зонная пластинка Френеля представляет

собой дифракционную решетку с фокусирующими свойствами. В работе приведено сравнение размеров фоточувствительных рецепторов глаза человека г. углового отклонения наиболее чувствительной области сетчатки, центральной ямки, от оптической оси, проходящей через центр роговицы и хрусталика. Получено достаточно хорошее совпадение медико-биологических статистических данных и приведенных расчетов.

В пятой главе приведено описание систем восприятия информации в инфракрасном (ИК) диапазоне излучения. Для считывания трехмерной информации инфракрасного диапазона используются многоэлеме :тные фотоприемники объединенные с многовходными ПЗС-мультиплексорами. Приемники с интегральными элементами считывания информации относятся к приборам второго поколения. В настоящее время они представляют собой основу для создания многоэлементных структур в фокальной плоскости с числом элементов до 5000 для линейных приборов и до 256x256 для матричных приборов. Однако фоточувствительные приборы второго поколения не обеспечивают оптимального построения систем восприятия информации инфракрасного диапазона, особенно в условиях средних и больших фонов. К третьему поколению приборов считывания информации ИК диапазона относятся многозлеме"тные ИК фотоприемники с интегральными элементами считывания и лредпроцессорной обработкой видеосигнала на кристалле. Основные исследования в настоящее время направлены на создание приборов третьего поколения, для того чтоб" обеспечить оптимальные условия для потребителей многоэлементных ИК фотоприемников в части построения систем г.осприятия и обработки видеоинформации ИК диапазона. Для создания элементной базы тепловизионной аппараты важным является выбоо полупроводникового материала, обеспечивающий восприятие излучения ИК диапазона. Наиболее подходящим материалом для создания фотоприемников ИК диапазона является кремний с примесью галлия. В таком материале галлий вводится в кремний в концентрации до 10г8см~3, что обеспечивает чувствительность в инфракрасном диапазоне длин волн до 17 мкм с максимумом при 15 мкм, а рабочая температура фотоприемника

соответствует 24-25°К при типичных для тепловидения уровнях фоновой васветки. Поэтому важным элементом системы восприятия информации инфракрасного диапазона является устройство охлаждения фотоприемника излучения. Т.к. материалы фотоприемного устройства и устройства обработки сигнала различны, требуется из, отовление гибридного

фоточувствительного прибора. В гибридной структуре фотоприемная часть, представляющая собой многоэлементный фоторезистор, выполнена на основе кремния легированного галлием, а накопление и последснательный вывод информации от фоточувствительных элементов осуществляется

ГОС-мул" типлексорами. Размеры фоточувствительной площадки могут меняться в диапазойе от 35x35 до 100x100 мкм. В секции ннтопления ШС-мультиплексора имеются специальные

конструктивне элементы, позволяющие в зарядовой форме вычитать одинаковый заряд. Таким образом снижаются требования к разрядности аналого-цифровых преобразователей на 1-2 разряда и расширяется эффективный динамический диапазон прибора. Наличие такого конструктивного элемента позволяет отнести фоточувствительный прибор ИК диапазона к приборам третьего поколения. Предлагается выполн ние предпроцессорной обработки . сигнал? в электронной части, с использованием аналоговых операций над сигналами в зарядовой форме, дополнить обработкой сигнала в олтической части. Для этого предлагается использовать двухкомпонентную оптическую систему, состоящую из многолучевого интерферометра и объектива, проецирующих изображение на фокальную плоскость фоточувствитг "ъных элементов инфракрасного диапазона. Частота размещения фоточувствительных элементов должна соответствовать частоте интерференционных полос- для источника Ж излучения, находящегося в фокусе многолучевого интерферометра. Это пог олит дополнить амплитудную составляющую считываемого сигнала еще и фаговой составляющей. Такой подход позволит создавать аппаратуру для тепловидения, позволяющую считывать трехмерные тепловые поля.

• На основе проведенного анализа формирования изображения ь телевидении высокой четкости и с учетом возможности создания

фоточувствительных элементов на ПЗС малой площади, способных считывать интерференционные картины, обосновывается

предположение о создании голографической телевизионной камеры.

Источник лазерного излучения является важным элементом системы восприятия информации, а в последнее время лазерный луч находит широкое применение в биологии и медицине. В настоящее время медицинская диагностическая аппаратура постоянно претерпевает изменения, которые связаны с общим прогрессом в технологии получения информации об окружающем мире. Целью исследований в этой области было воздействие лазерного излучения инфракрасного диапазона (СОг-лазер) на биологический объект. Использование мощного импульсного СОг-лазера и элементов фокусировки позволяют получить высокие плотности мощности (более 101ОВт/см2) з фокусном пятне. При этом на биологическом объекте, находящимся в фокальной плоскости происходит индуцированный лазерным излучением оптический ьробой (ионизация с последующим образованием плазмы). Протекающий в виде взрыва процесс оптического пробоя связан с образованием радиально расширяющеся ударной волны, которая приводит в непосредственной окрестности фокального пятна к механическому разрушению ткани. Помимо ударной волны сфокусированное излучение импульсного лазера порождает низкотемпературную приПоверхност?"'ю плазму, которая

представляет собой оптический разряд в воздухе. При этом поглощается вся энергия лазерного импульса, а затем часть этой энергии переизлучается в различных спектральных диапазонах и значительная часть излучения идет к поверхности объекта. Степень воздействия плазмы на биологический объект зависит от длины волны лазерного излучения, энергии импульса, частоты повторения, длительности и формы импульсов, площади и геометрии пятна облучения, порога плазмообразовавия. Изменение указанных параметров позволяет усилить тот или иной эффект воздействия на биологический объект. Для онтроля за воздействием лазерного излучения предлагается использовать систему восприятия информации в виде лазерного термографа, что позволяет точно определить геометрические размеры сфокусированного пятна, величину температурного воздействия на

биологический объект и глубину его проникновения. Использование лазерного термографа позволяет осуществить визуальную обратную связь диагностического контроля эа степенью воздействия лазерного излучения инфракрасного диапазона на биологическую ткань. В таком лазерном термографе в качестве датчика тепловых полей используется фоточувствительный линейный многоэлементный фотоприемник на основе примесного кремния, объединенного мультиплексором на ПЗС. Спектральный диапазон чувствительности термографа 2-17 мкм. Такая аппаратура необходима для проведения медико-биологических исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основным научным результатом работы является теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы, направленной на создание систем восприятия информации в видимом и инфракрасном диапазонах излучения на основе твердотельных фотоприемников, позволяющих считывать трехмерные изображения, что имеет важное народно-хозяйственное аначение.

Основным теоретическим результатом работы является развитие методов проектирования оптических элементов и устройств считывания информации на базе матричных фоточувствите^ьных приемников излучения на приборах с зарядовой связью, применение которых обеспечивает развитие приоритетного направления, связанного с созданием интегральных элементов систем управления интеллектуальных робототизированнх комплексов.

. Частные теоретические результаты, полученные автором по теме диссертации:

1. Показано, что для описания ■ систем воспрятия инф рмации, позволяющих считывать трехмерные изображения, применяется математический аппарат, базирующийся ка решении трехмерного дифференциального уравнения Гельмгольца-Кирхгофа, а учет дифракционных эффектов, возникающих н?. элементах оптической системы, осуществляется с помощью дифракционной ' :'р.мулы Френеля-Кирхгофа.

2. Предложено для систем восприятия трехмерной информации полное световое возмущение представлять как взаимодействие падающей световой волны, распространяющейся по законам геометрической оптики, и граничной дифрагированной волны, возникающей вследствие рассеяния падающего света на элементах оптической системы.

3. Установлено, что создание систем восприятия информации, прзволяюшх считывать трехмерные изображения, возможно только в случае применения фоточувствительных элементов малой площади, а это позволяет считывать информацию по методу стационарной фазы. Для реализации этого метода необходим оптический элемент, позволяющий выделять фазовые изменения проходящего светового волнового фронта и проецировать интерференционную картину на матрицу фотоэлементов.

4. Разработана оптическая часть оптико-электронной системы восприятия трехмерной информации, позволяющая учитывать интерференционную составляющую в общем световом потоке. Для этого оптическая часть должна состоять из двух функциональных компонентов: первый - многолучевой интерферометр в виде линзы со сферическими концентрическими поверхностями, а второй - объектив, проецирующий изображение на матрицу фоточувствительных эл ментов на ШС.

5. Предложено для анализа интерференционной картины, возникающей в системе восприятия трехмерной информации, использовать "пеобразование Френеля, которое наиболее нагляд-т и правильно трактует образование трехмерного изображения в виде систем воспроизведения с апертурой кодированной зонной лластинкой Френеля.

6. Разработана математическая модель входного устройства на приборах с зарядовой связью, которая позволяет исследовать основные процессы, влияющие на формирование сигнального зарядового пакета: инжекцию и экстракцию заряда, эффект перераспределения заряда между диффузионной областью и сигнальным зарядовым пакетом. Эта модель позволяет исследовать способы ввода сигнального зарядового пакета в ПЗС:

динамической и прямой инжекции, отсечки диода, уравнивания потенциалов, модуляции напряжения затвора.

7. Разработана классификация способов ввода заряда в ГОС, построенная на выявлении физических процессов формирования зарядового пакета, происходящих во входном устройстве, что явилось основой для разработки комбинированного способа ввода заряда в ГОС, обладающего высоким быстродействием, характерным для операции интегрирования заряда, низкими нелинейными искажениями, а также возможностью автоматической изоляции сформированного сигнального зарядового пакета.

Основным практическим результатом работы является существенный вклад в , разработку перспективных

оптико-электронных систем восприятия трехмерной информации на основе твердотельных фотоприекников излучения видимого и инфракрасного диапазона.

Частные практические результаты:

1. Предложено учет малых фазовых изменений волнового фронта осуществлять с помощью многолучевого интерференционного устройства. Конфигурация такого устройства соответствует конфигурации линзы с концентрическими сферическими поверхностями, которая относится к разряду апланатических линз и обеспечивает устранение кош, сферической и хроматической абберрашй. Ис гользовалие многолучевого интерференционного устройства такой конструкции приводи? к максимальному учету интерференционного члена в суммарной интенсивности считываемого сигнала.

2. Разработала двухкоыпонентная оптическая система, состоящая из многолучевого интерференционного устройства и объектива, у которой главные плоскости де/х компонентов совмещены, что обеспечивает устранение сферической и хроматической аберраций, комы и выполнение условия синусов.

3. Установлено что для получения трехмерных изображений (голограмм) необходимо соблюдение равенства периода интерференционных пилос, проецируемых оптической системой на матрицу фотоприемников, периоду размещения фотоэлементов •матрицы приемников излучения.

4. Разработай комплекс программ, позволяющий исследовать способы ввода сигнального зарядового пакета в прибор с зарядовой связью, а также учитывать влияние разброса порогового напряжения, подвижности носителей заряда, геометрических размеров затворов, толщины подзатворного тонкого окисла и функций изменения напряжения на затворах и на диффузионной области входного устройства при формировании зарядового пакета.

5. Предложено для систем восприятия информации инфракрасного диапазона излучения расширить возможность предпроцессорной обработки сигнала за счет согласования фотоприемной и оптической ч ятей системы. Оптическая часть такой системы состоит из двух компонентов, что позволяет разрабатывать быстродействующую аппаратуру наблюдения трехмерных тепловых полей.

6. Рс^ссмотрено практическое использование систем восприятия информации в видимом и инфракрасном диапазонах излучения на основе твердотельных фотоприемников, которое особенно актуально в медицине при диагностике лазерного воздействия на биоткань. Приведены- примеры лечения с использованием импульсной лазерное плазмы, которая представляет собой оптический разряд в воздухе и является источником теплового, светового, механического и радиационного-удара на биологический объект. Для диагностики воздействия импульсной лазерной плазмы на биологический объект и правильного выбора ее параметров предлагается использовать лазерный термограф со спектральным диапазоном 2-17 мкм.

7. Практическое применение разработанного комплекса программ моделирования входных устройств на ПЗС нашло в Киевском НИИ микроприборов ГО "Кристалл" при выполнении НИР "Клад-Г', "Конкурс", связанных с проектированием топологии и выбором режимов работы входных устройств для экспериментальных быстродействующих ПЗС. Предложенный алгоритм п программа расчета характеристик входных устройств на ПЗС используется в учебном процессе Московского института электронной техники по курсу "Машинные методы проектирования • интегральны.: оптоэлектронных схем". Результаты разработки двухкомпонентк-■:

оптических систем, позволяющих считывать трехмерные изображения, использованы при выполнении НИР в НИИ микроэлектроники и информационно-измерительной техники. Результаты расчета плотности энергии лазерного излучения для образования импульсной лазерной плазмы, воздействующей на биологический объект, нашли применение в ходе разработки способа лечения заболеваний, выполненных в Государственном научном центре лазерной медицины, на что получен патент Российской Федерации.

Результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. \рменский Е.В., Каперко А.Ф. Применение' интерференционных . методов' для определения спеггра лазерного иг'лучения. Сборник тезисов второй конференции Московского региона "Лазеры в медицинской практике". -М.: 1992, с.232.

2. Арменский Е.В., Каперко А.Ф. Использование ПЗС в измерительных системах в качестве датчика излучения. - Тезисы докладов IV конференции с международным участием "Приборы с зарядовой связью и системы на их основе". - М.: 1992, с. 119-120.

3. Арменский Е.В., Калерко А.Ф. Использование интегрального интерферометра в измерительной аппаратуре. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления".- Гурзуф, май, 1993г., часть 1, с.82-83.

4. Арменский Е.В., Каперко А.Ф. Использование, методов голографии для считывания- информации. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления", Гурзуф, май, 1994г., част 2, с. 414-415.

5. Гудилин В.»]., Каперко А.Ф. Особенности создания аппаратуры, позволяющей определять воздействие импульсной лазерной плазмы при лечении больных. Материалы Международной конференции "Перспективные направления лазерной медицины", - Москва-Одесса: 1992, с.443-444.

6. Патент Российской федерации N 2026093 от 9 января 1995г. "Способ лечения заболеваний" МКИ А61 N 5/00, 5/01, /ИОФ РАН, Скобелкин O.K., Прохоров A.M., Конов В.И., Соболев В.М., Каперко Ф.Ф., Клохтунов О.Н., Лежнин В.И., Литвин Г.Д., Цыганова Г.И., Каперко А.Ф., Ююхтунов Г.Н.

7. Каперко А.Ф. Автоматическое преобразование напряжение

- заряд в приборах с зарядовой связью. В сборнике "Информационно-измерительные системы и точность в приборостроении", тезисы докладов. М., 1984, с.54.

8. Каперко А.Ф. Устройства сопряжения фотодетектора и прибора с зарядовой связью в полупроводниковых формирователях видеосигнала. В сборн. .-се "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе". - Барнаул, 1984, Часть 2, АЛИ, с.30.

9. Каперко А.Ф. Метрологические особенности разработки интегрального интерферометра. Тезисы докладов 48 научной сессии РНТОРЗС им.А.С.Попова посвященной Дню радио. -М., 1993, С.31-32.

10. Каперко А.Ф. Оптико-электронная система контроля пространственного положения объекта. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информации систем у. мерения. контроля и управления", - Гурзуф, 1994, часть 2, с.415-417.

11. Каперко А. Ф., Караханян Э.Р. Исследование на ЭВМ эффекта- перераспределения заряда в аналоговых ПЗС с плавающими затворами. Тезисы докладов II Всесоюзной научной конференции "Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических систем". - Москва, 1981, с.48.

12. Каперко А.Ф., Скрыдев A.C., Чернпкожин В.В. Перспективы применения лазерного термографа. Материалы Международной конфренции "Новые достижения лазерной медицины"

- С.-Петербург, 1993, с.370-371.

13. Каперко Ф.Ф., Каперко А.Ф. Перспективы использования датчиков в медицинской диагностической аппаратуре. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Датчики

и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления". - Гурзуф, 1993, часть 1, с.7-8.

14. Караханян Э.Р., Каперко А.Ф. Моделирование на ЭВМ эффекта перераспределения заряда в аналоговом ЮС с плавающими затворами. Известия ВУЗов сер. Радиоэлектроника, 1982, т.25, N6, с.39-46. :

15. А.с. 1243038 СССР, МКИ Gil С19/28. Способ записи информации в прибор с зарядовой связью. ,/ Караханян Э.Р., Каперко А.Ф. - Опубл. 1986, Вол. N 25.

16. Скобелкин 0.К., Конов В.И., Соболев В.М., Каперко Ф.Ф., Клохтунов О.Н., Лежнин В.И., Литвин Г.Д. Дыганова Г.И., Каперко А^Ф., Клохтунов Г.Н., Бешанов А.В. Возможности использования импульсной лазерной плазмы для лечения больных. В^сборнике "Применение лазеров в науке и технике" : Тольятти, Лазерная ассоциация СССР, 1991, с.80-81.

17. Скобелкин 0.К., Конов В.И., Соболев В.М., Каперко Ф.Ф., Клохтунов О.Н., Лежнин В.И., Литвин Г.Д. Цыганоза Г.И., Каперко А.Ф., Клохтунов Г.Н., Изучение

возможности использования импульсной лазерной плазмы для лечения больных. Тезисы докладов Международной конференции "Новое е лазерной медицине". -М : 1991, с.3-4.

18. Karakhanyan E.R., Kaperko a.F. A computer simulation of the charge redistribution effect in analog charge - coupled devices wlfi floating gates. • Radioelectronics and communication systems, Allerton Press Inc., N.Y., 1982, Vol.25, N6, pp.36-41.

19. Karakhanyan E.R., Kaperko A.F. A computer simulation of the charge redistribution effect in analog charge - coupled devices with floating gatei Electrical and Elrectronics Abstracts, Vol.86, N1030, Oct.1983, 49475.

20. Skobelkin O.K., Prokhorow A.M., KonovV.I., Sobolev V.M., Kaperko F.F., Klokhtunow O.N., Lezhnin V.I., Lltvin G.D., Tsyganova G I., Kaperko A.F., Klokhtunov G.N. Study of possible pulsed - laser plasma use in medical treatment. SPIE Proc. Biomedical Optics'92. Vol.1643. Laser Surgery: Advanced Characterisation, Therapeutics and Systems III, 19-24 January 1992, Los Angeles, California, p.9-11.

21. Skobelkin O.K., Prokhorow A.M., Konov V.I., Sobolev V.M., Kaperko F.F., Klokhtunow O.N.. Lezhnin V.I., Lltvin G.D., Tsyganova G. I., Kaperko A.F., Klokhtunov G.N. Applications of laser plasma In medicine. Series in laser applications. No4. The Laser in Science, Technology and Life (1993), pp.364-365.

IIoOTncaHo k neiaTH 10.05.95 3aK.<"< 0<5i,gM 2 n.Ji. Tup. 100

MTH3M, MocKBa, M.IlnoHepcKafl yji.,12