Um den Anforderungen des terrestrischen Großöffnungsteleskops an ein kurzwellige Infrarot-Bildgebungssystem (Short-Wave Infrared, SWIR) mit niedrigem Rauschen und hoher Linearität gerecht zu werden und die internationale technische Blockade für wissenschaftliche kurzwellige Infrarot-Bildgebung zu überwinden sowie die Projektdauer zu verkürzen, wurde ein gekühltes kurzwelliger Infrarot-Bildgebungssystem auf Basis eines Fokalplattenarrays (Focal Plane Array, FPA) aus InGaAs-Material entwickelt. Zunächst wurde die grundlegende Architektur des Bildgebungssystems entworfen, auf deren Basis eine rauscharme Hardware-Schaltung entwickelt wurde. Anschließend wurde unter Verwendung der Halbleiterkühltechnologie (Thermoelectric Cooling, TEC) ein Sensor-Treiber auf Basis von feldprogrammierbaren Gatterarrays (Field Programmable Gate Arrays, FPGA) entwickelt, der ein extrem geringes Ausleserauschen und Dunkelstrom garantiert sowie eine effiziente Bildauslesung und Programmladung ermöglicht. Schließlich wurde ein Systemprototyp erstellt. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das System unter Betriebsbedingungen von -10 ℃ kontinuierlich betrieben werden kann, eine maximale Vollbild-Ausgaberate von 116 Bildern/s erreicht und in den Modi niedrige, mittlere und hohe Verstärkung Rauschpegel von 364,87 e⁻, 40,66 e⁻ bzw. 15,73 e⁻ aufweist. Linearität, Gleichmäßigkeit und Reaktionsverhalten sind gut, das System arbeitet sowohl im Innen- als auch im Außenbereich stabil und liefert klare Bilder und erfüllt die Anforderungen wissenschaftlicher Detektoren.

kurzwellige Infrarot; feldprogrammierbare Gatterarrays; Bildsteuerungsschaltung; Halbleiterkühlung