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BOLETIN DE OBSERVACION TECNOLOGICA 51

actualidad Características y aplicaciones del seleniuro de plomo En la actualidad existen multitud de tecnologías de detectores de infrarrojo. Muchas de ellas han alcanzado un grado de madurez y excelencia sobresalientes. Sin embargo en muchos casos siguen siendo tecnologías complejas y caras que, salvo excepciones, requieren enfriar los detectores muy por debajo de la temperatura ambiente para obtener buena sensibilidad. Ello obliga al uso de dispositivos criogénicos que, además de caros, requieren mantenimiento frecuente, su consumo, fragilidad y tamaño limita su aplicabilidad y tienen una vida útil limitada. La aparición en los años ochenta y el impresionante desarrollo posterior de los sensores IR “uncooled” que operan sin necesidad de refrigeración criogénica, supuso una revolución en el ámbito de la detección infrarroja. A pesar de que sus prestaciones no alcanzan las proporcionadas por los sensores refrigerados, su relación prestaciones/coste es muy superior. Hasta tal punto, que hoy el adjetivo uncooled es buscado y demandado para múltiples aplicaciones, incluyendo las militares. Existe una gran demanda de detectores infrarrojos “uncooled”. Las sales de plomo son tecnologías uncooled y, en consecuencia, potencialmente interesantes. Lo que convierte al PbSe policristalino en un material único y singular de gran interés en aplicaciones de defensa se resume a continuación: • Presenta muy buena sensibilidad en la banda espectral de 1-5 μm sin necesidad de refrigeración. Típicamente un orden de magnitud por encima de los tradicionales detectores térmicos (microbolómetros, termopilas etc.) que trabajan en le banda del infrarrojo largo (8- 12 μm). Desde el punto de vista de las aplicaciones de defensa cabe decir que la banda espectral 1-5 μm es especialmente interesante porque en ella se encuentra la emisión más intensa de una combustión como la que tiene lugar en el propulsor de un avión, misil, cohete Fig. 2. Microcámara 1024 de NIT. Primera cámara en el mercado no refrigerada sensible en el IR medio, con detector de PbSe policristalino. (Fuente: NIT). etc., o en el disparo de cualquier arma convencional. En consecuencia, el PbSe es un excelente detector de este tipo de eventos y, al no necesitar refrigeración, hace posible desarrollar sensores muy compactos y robustos capaces de soportar grandes solicitaciones mecánicas y aceleraciones como las que se soportan en muchos tipos armas y munición. • Tiene una gran rapidez de respuesta. La naturaleza cuántica del PbSe le convierte en un dispositivo muy rápido, con tiempos de respuesta entre dos y tres órdenes de magnitud más cortos que los detectores térmicos no refrigerados. La rapidez de respuesta es un requisito imprescindible en aplicaciones relacionadas con la detección de fuego hostil (HFI, HFD), sistemas de protección activa (APS) o sensores y espoletas en munición inteligente donde todos los eventos ocurren en tiempos por debajo de 1 ms y el tiempo de respuesta debe ser muy corto. Otros detectores térmicos no refrigerados, como los microbolómetros, tienen constantes de tiempo por encima de los 10 ms, fuera de lo requerido por muchas de estas aplicaciones. • Es el único detector de infrarrojo cuántico cuya tecnología es compatible con la tecnología de Si- CMOS. Esto quiere decir que se puede procesar el detector directamente sobre la electrónica de lectura (ROIC) sin necesidad de ningún tipo de proceso de hibridación y en grandes volúmenes, sobre obleas de diámetro superior a 200 mm. El coste de fabricación es reducido y se pueden procesar matrices de plano focal para cámaras y visores. Desde el punto de las aplicaciones militares, esta característica es ventajosa a la hora de reducir tamaños, consumos y costes. Seekers de bajo coste, cámaras, visores y detectores de gases en sistemas autónomos no tripulados, sistemas de detección de disparos en plataformas aéreas de ala móvil son algunas de las aplicaciones que están demandado este tipo de detectores. En definitiva, iniciativas como el programa WIRED de DARPA son una muestra evidente de que los detectores de infrarrojo basados en sales de plomo han vuelto para llenar el hueco dejado por otras tecnologías infrarrojas no refrigeradas en importantes aplicaciones de defensa y militares. Los avances tecnológicos realizados en nuestro país en la tecnología del PbSe han sido clave en el resurgimiento de tecnologías fotónicas basadas en “materiales desordenados” como las sales de plomo. Actualmente la industria española lidera el diseño, fabricación y comercialización de cámaras infrarrojas de alta velocidad no refrigeradas sensible al infrarrojo medio. 8 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 51. Tercer trimestre 2016


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