Development and characterization of a megapixel SWIR imaging system

Bu tez bir megapiksel SWIR kamera geliştirmeyi ve tasarım sürecinde elde edilen bilgileri detaylı bir doküman halinde bu konuda çalışan akademisyenler ve mühendislere referans olacak biçimde paylaşmayı amaçlamaktadır. Bu tezde, kitaplar, sunumlar, teknik yazılar, tezler vb. gibi kaynaklardan elde edilen bilgiler tasarım sürecine göre derlenmiş ve sunulmuştur. Bu tez ilk olarak ışığın doğasını ve algılama sürecini incelemekte ve sonrasında SWIR frekans bandını algılamak için bir ürün geliştirmeye odaklanmaktadır. SWIR frekans bandını algılamak için kullanılacak sensörler NANOTAM'da tasarlanmakta ve üretilmektedir. Yakalanan görselle ilgili bilgiyi taşıyan sensör çıktılarını görselleştirilebilecek şekilde anlamlı ve faydalı veri grubu oluşturacak şekilde işlemek amacıyla hem donanıma hem de yazılıma ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tezin amacı NANOTAM içinde üretilen sensörleri kullanan SWIR frekans bandını olabilecek en iyi performansla sayısal olarak görselleştirecek bir görüntüleme sistemi sunmaktır. Görüntüleme sistemini oluşturacak parçalar doğru tasarım yöntemini kullanarak en iyi performansa ulaşırken maliyeti arttıracak aşırı tasarımdan kaçınmak amacıyla detaylı olarak incelenmiştir. CCD, CMOS, InGaAs vb. gibi farklı görüntü sensörleri ve özellikleriyle gereksinimleri detaylı olarak incelenmiştir. Analog ön yüz elektroniği mümkün olan en az gürültüyü ekleyerek sensör performansını asgari derecede azaltacak şekilde tasarlanmıştır. Termoelektrik soğutma kontrolörü, güç regülasyon ve FPGA elektroniği gibi diğer elektronik devreler gerekli işlemlere cevap verebilecek ve analog ön yüz elektroniğinde bozulmaya sebep olmayacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarımlar bu tezde anlatılan doğru PCB tasarım yöntemleri gözetilerek tamamlanmıştır. Bu sayede sistemin kısıtı olan sensör permansının harici elektronik devreler tarafından kötü yönde etkilenmeyeceğinden emin olunmuştur.