Staring array
एक स्टेरिंग सरणी, जिसे स्टेरिंग-प्लेन सरणी या फोकल-प्लेन सरणी (एफ. पी. ए.) के रूप में भी जाना जाता है, एक छवि संवेदक है जिसमें एक लेंस के फोकल तल पर प्रकाश-संवेदी पिक्सेल की एक सरणी (आमतौर पर आयताकार) होती है। एफ. पी. ए. का उपयोग आमतौर पर इमेजिंग उद्देश्यों के लिए किया जाता है (जैसे। चित्र या वीडियो इमेजरी लेना), लेकिन इसका उपयोग गैर-इमेजिंग उद्देश्यों जैसे स्पेक्ट्रोमेट्री, एल. आई. डी. ए. आर. और वेव-फ्रंट सेंसिंग के लिए भी किया जा सकता है। रेडियो खगोल विज्ञान में, एफ. पी. ए. एक रेडियो दूरबीन के केंद्र में है। ऑप्टिकल और इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य पर, यह विभिन्न प्रकार के इमेजिंग उपकरण प्रकारों को संदर्भित कर सकता है, लेकिन आम उपयोग में यह दो-आयामी उपकरणों को संदर्भित करता है जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में संवेदनशील हैं। अन्य स्पेक्ट्रा में संवेदनशील उपकरणों को आमतौर पर अन्य शब्दों द्वारा संदर्भित किया जाता है, जैसे कि दृश्य स्पेक्ट्रम में सी. सी. डी. (चार्ज-युग्मित उपकरण) और सी. एम. ओ. एस. छवि संवेदक। एफ. पी. ए. विशेष तरंगदैर्ध्य पर फोटॉनों का पता लगाकर और फिर प्रत्येक पिक्सेल पर पाए गए फोटॉनों की संख्या के संबंध में विद्युत आवेश, वोल्टेज या प्रतिरोध उत्पन्न करके काम करते हैं। इस आवेश, वोल्टेज या प्रतिरोध को तब मापा जाता है, डिजिटल किया जाता है और फोटॉनों को उत्सर्जित करने वाली वस्तु, दृश्य या घटना की छवि बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। इन्फ्रारेड एफ. पी. ए. के लिए अनुप्रयोगों में मिसाइल या संबंधित हथियार मार्गदर्शन संवेदक, इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान, विनिर्माण निरीक्षण, अग्निशमन के लिए थर्मल इमेजिंग, चिकित्सा इमेजिंग और इन्फ्रारेड घटना विज्ञान (जैसे दहन, हथियार प्रभाव, रॉकेट मोटर इग्निशन और अन्य घटनाएं जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में दिलचस्प हैं) शामिल हैं। स्कैनिंग सरणी से तुलना स्टेरिंग सरणी स्कैनिंग सरणी और टी. डी. आई. (समय-विलंब एकीकरण) इमेजर से अलग होती है जिसमें वे बिना स्कैनिंग के देखने के वांछित क्षेत्र की छवि बनाते हैं। स्कैनिंग सरणी का निर्माण रैखिक सरणी (या बहुत संकीर्ण 2-डी सरणी) से किया जाता है जो समय के साथ 2-डी छवि का निर्माण करने के लिए एक घूर्णन या दोलन दर्पण का उपयोग करके देखने के वांछित क्षेत्र में रास्टर किए जाते हैं। एक टी. डी. आई. इमेजर एक स्कैनिंग सरणी के समान काम करता है सिवाय इसके कि यह कैमरे की गति के लंबवत चित्र लेता है। एक घूरने वाली सरणी एक विशिष्ट कैमरे में फिल्म के समान होती है; यह सीधे छवि तल पर लेंस द्वारा प्रक्षेपित 2-डी छवि को पकड़ती है। एक स्कैनिंग सरणी एक संकीर्ण स्लिट के माध्यम से ली गई तस्वीरों के साथ एक 2डी छवि को एक साथ जोड़ने के समान है। एक टी. डी. आई. इमेजर एक चलती कार की साइड विंडो से बाहर एक ऊर्ध्वाधर स्लिट के माध्यम से देखने और एक लंबी, निरंतर छवि बनाने के समान है क्योंकि कार परिदृश्य से गुजरती है। प्रत्यक्ष 2-डी इमेजिंग के लिए पर्याप्त आकार और गुणवत्ता के 2-डी सरणियों को बनाने में ऐतिहासिक कठिनाइयों के कारण स्कैनिंग सरणियों का विकास और उपयोग किया गया था। आधुनिक एफ. पी. ए. 2048 x 2048 पिक्सेल तक के साथ उपलब्ध हैं, और कई निर्माताओं द्वारा बड़े आकार विकसित किए जा रहे हैं। 320 x 256 और 640 x 480 सरणी उपलब्ध हैं और गैर-सैन्य, गैर-वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए भी सस्ती हैं। निर्माण और सामग्री उच्च गुणवत्ता वाले, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले एफ. पी. ए. के निर्माण में कठिनाई उपयोग की जाने वाली सामग्री से उत्पन्न होती है। जबकि सी. सी. डी. और सी. एम. ओ. एस. छवि संवेदक जैसे दृश्य इमेजर सिलिकॉन से बनाए जाते हैं, परिपक्व और अच्छी तरह से समझी गई प्रक्रियाओं का उपयोग करते हुए, आई. आर. संवेदक को अन्य, अधिक विदेशी सामग्रियों से बनाया जाना चाहिए क्योंकि सिलिकॉन केवल दृश्य और निकट-आई. आर. स्पेक्ट्रा में संवेदनशील होता है। आई. आर. डिटेक्टर सरणियों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली अवरक्त-संवेदनशील सामग्रियों में पारा कैडमियम टेलुराइड (एच. जी. सी. डी. टी. ई., "मेरकैड", या "मेरकैडटेल"), इंडियम एंटीमोनाइड (आई. एन. एस. बी., उच्चारण "इनस-बी"), इंडियम गैलियम आर्सेनाइड (आई. एन. जी. ए. ए., उच्चारण "इन-गैस"), और वैनेडियम (वी) ऑक्साइड (वी. ओ. एक्स., उच्चारण "वोक्स") शामिल हैं। विभिन्न प्रकार के सीसा लवणों का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन आज कम आम हैं। इनमें से किसी भी सामग्री को आधुनिक सिलिकॉन क्रिस्टल के आकार के पास कहीं भी क्रिस्टल में नहीं उगाया जा सकता है, और न ही परिणामी वेफर्स में सिलिकॉन की लगभग एकरूपता होती है। इसके अलावा, आईआर-संवेदनशील पिक्सेल की सरणियों के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री का उपयोग प्रत्येक पिक्सेल के परिणामी चार्ज, वोल्टेज या प्रतिरोध को माप परिपथ में ले जाने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण के लिए नहीं किया जा सकता है। कार्यों के इस समूह को मल्टीप्लेक्सर, या रीडआउट इंटीग्रेटेड सर्किट (आरओआईसी) नामक एक चिप पर लागू किया जाता है, और आमतौर पर मानक सीएमओएस प्रक्रियाओं का उपयोग करके सिलिकॉन में बनाया जाता है। डिटेक्टर सरणी को तब संकरण या आर. ओ. आई. सी. से जोड़ा जाता है, आमतौर पर इंडियम टक्कर-बंधन का उपयोग किया जाता है, और परिणामी संयोजन को एफ. पी. ए. कहा जाता है। कुछ सामग्री (और उनसे निर्मित एफ. पी. ए.) केवल क्रायोजेनिक तापमान पर काम करती हैं, और अन्य (जैसे प्रतिरोधी अनाकार सिलिकॉन (ए-सी) और वी. ओ. एक्स. माइक्रोबोलोमीटर) बिना ठंडे तापमान पर काम कर सकते हैं। कुछ उपकरण केवल क्रायोजेनिक रूप से संचालित करने के लिए व्यावहारिक हैं क्योंकि अन्यथा थर्मल शोर पता लगाए गए संकेत को दलदली कर देगा। उपकरणों को वाष्पीकृत रूप से ठंडा किया जा सकता है, आमतौर पर तरल नाइट्रोजन (एलएन2) या तरल हीलियम द्वारा, या थर्मो-इलेक्ट्रिक कूलर का उपयोग करके। लगभग सभी आई. आर. एफ. पी. ए. का एक विशिष्ट पहलू यह है कि किसी दिए गए उपकरण पर पिक्सेल की विद्युत प्रतिक्रियाएं समान नहीं होती हैं। एक पूर्ण उपकरण में प्रत्येक पिक्सेल एक ही विद्युत संकेत का उत्पादन करेगा जब उपयुक्त तरंग दैर्ध्य के फोटॉनों की समान संख्या दी जाएगी। व्यवहार में लगभग सभी एफपीए में महत्वपूर्ण पिक्सेल-से-पिक्सेल ऑफसेट और पिक्सेल-से-पिक्सेल फोटो प्रतिक्रिया गैर-एकरूपता (पीआरएनयू) दोनों होते हैं। जब बिना-प्रज्ज्वलित किया जाता है, तो प्रत्येक पिक्सेल का एक अलग "शून्य-संकेत" स्तर होता है, और जब प्रज्ज्वलित किया जाता है तो संकेत में डेल्टा भी अलग होता है। यह गैर-एकरूपता परिणामी छवियों को उपयोग के लिए अव्यावहारिक बनाती है जब तक कि उन्हें फोटो-प्रतिक्रिया को सामान्य बनाने के लिए संसाधित नहीं किया जाता है। इस सुधार प्रक्रिया के लिए ज्ञात लक्षण वर्णन डेटा के एक समूह की आवश्यकता होती है, जिसे नियंत्रित परिस्थितियों में विशेष उपकरण से एकत्र किया जाता है। डेटा सुधार सॉफ्टवेयर में, कैमरा इलेक्ट्रॉनिक्स में डीएसपी या एफ. पी. जी. ए. में, या यहां तक कि सबसे आधुनिक उपकरणों में आर. ओ. आई. सी. पर भी किया जा सकता है। आई. आर. एफ. पी. ए. के निर्माण और उपयोग में शामिल कम मात्रा, दुर्लभ सामग्री और जटिल प्रक्रियाएं उन्हें तुलनीय आकार और रिज़ॉल्यूशन के दृश्य इमेजर की तुलना में कहीं अधिक महंगा बनाती हैं। टकटकी विमान सरणी का उपयोग आधुनिक हवा से हवा में मार करने वाली मिसाइलों में किया जाता है और एआईएम-9एक्स साइडविंडर, एएसआरएएएम क्रॉस टॉक जैसी टैंक रोधी मिसाइलें पिक्सेल की रोशनी को रोक सकती हैं। अनुप्रयोग 3डी एल. आई. डी. ए. आर. इमेजिंग फोकल प्लेन ऐरे (एफ. पी. ए.) का उपयोग 3डी एल. आई. डी. ए. आर. इमेजिंग के लिए किया जाता है। सुधार 2003 में, एफ. पी. ए. के बीच परस्पर बातचीत को दबाने की क्षमताओं के साथ एक 32 x 32 पिक्सेल का ब्रेडबोर्ड बताया गया था। अमेरिकी सेना अनुसंधान प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं ने ब्रेडबोर्ड के लेजर बीम को अलग-अलग पिक्सेल पर इकट्ठा करने और निर्देशित करने के लिए एक कॉलिमेटर का उपयोग किया। चूंकि वोल्टेज का निम्न स्तर अभी भी पिक्सेल में देखा गया था जो रोशनी नहीं करते थे, यह दर्शाता है कि रोशनी को क्रॉसस्टॉक द्वारा रोका गया था। इस क्रॉस टॉक का श्रेय माइक्रोस्ट्रिप लाइनों के बीच और एफ. पी. ए. के आंतरिक कंडक्टरों के बीच कैपेसिटिव कपलिंग को दिया गया था। ब्रेडबोर्ड में रिसीवर को कम फोकल लंबाई वाले के लिए बदलकर, कॉलिमेटर का फोकस कम कर दिया गया और संकेत पहचान के लिए प्रणाली की सीमा को बढ़ा दिया गया। इसने क्रॉस टॉक को रद्द करके एक बेहतर छवि की सुविधा प्रदान की। एक अन्य विधि एफ. पी. ए. में एक सपाट पतली सब्सट्रेट झिल्ली (लगभग 800 एंगस्ट्रॉम मोटी) जोड़ना था। यह एफ. पी. ए. इमेजिंग अनुप्रयोगों में पिक्सेल-से-पिक्सेल क्रॉस टॉक को समाप्त करने के लिए बताया गया था। एक अन्य हिमस्खलन फोटोडायोड एफ. पी. ए. अध्ययन में, पड़ोसी पिक्सेल के बीच में खाइयों की नक़्क़ाशी ने क्रॉस टॉक को कम कर दिया। फोकल-प्लेन सरणी (रेडियो खगोल विज्ञान) संदर्भ इन्फ्रारेड इमेजिंग इमेज सेंसर भी देखें।