इसरो ने हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग एप्लीकेशन के लिए ऑप्टिकल इमेजिंग डिटेक्टर एरे का विकास किया है

इसरो पृथ्वी की कक्षा से प्रचालनीय हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग के क्षेत्र में प्रवेश करने का प्रयास कर रहा है। प्रोजेक्ट की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रदर्शन और वितरण कार्यक्रम के संदर्भ में प्रस्तावित हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग सैटेलाइट(HySIS) पेलोड के लिए उपयुक्त संसूचक व्यूह खोजने के लिए, विस्तृत सर्वेक्षण किया गया।

हायिसिस उपग्रह का विस-एनआईआर हायपरस्पेक्ट्रेल पेलोड हाइपरस्पेक्ट्रमी प्रतिबिंबन संवेदक है जो इलेक्ट्रोचुंबकीय स्पेक्ट्रम के दृश्यमान और निकट अवरक्त क्षेत्रों में कार्य करता है। प्रतिबिंबन स्पेक्ट्रोमीति 0.4 से 0.95μ मीटर स्पेक्ट्रल रेंज में भू अवलोकन करेगा, इसमें 10 नैनोमीटर वर्णक्रमीय नमूना और 30 मीटर के स्थानिक नमूने के साथ 55 स्पेक्ट्रम बैंड हैं। पुश-ब्रुम स्कैनिंग मोड 630 किमी कक्षा से इस संवेदक का प्रचालन मोड है।

सर्वेक्षण के बाद संसूचक व्यूहों का पता लगाने के लिए, विज़-एनआईआर उच्चस्पेक्ट्रमी प्रतिबिंबन पेलोड मूल रूप से विदेशी आपूर्तिकर्ता द्वारा विकसित वाणिज्यिक ऑफ-दी-शेल्फ डिटेक्टर व्यूह के बारे में अनुमान लगाया गया था। उस सप्लायर से शॉर्टलिस्ट किए गए डिटेक्टर व्यूह के लिए, पिक्सेल आकार, चार्ज हैंडलिंग क्षमता और सिग्नल से रव अनुपात, आवश्यकताओं के अनुरूप नहीं थे।

इसलिए, इन आवश्यकताओं को बाद में 'स्थानिक और स्पेक्ट्रल सिग्नल बिनिंग' की तकनीक का इस्तेमाल करके सिस्टम स्तर पर पूरा करने का प्रस्ताव दिया गया था। लेकिन, प्रमुख समीक्षा के दौरान सिफारिशों के बाद, पेलोड टीम ने 'फ़्रेम ट्रांसफर चार्ज युग्मित डिवाइस' (सीसीडी 1000 x66, 11μm x 26μ मीटर) के स्वदेशी विकास के लिए योजना तैयार की। इस संबंध में, अंतरिक्ष उपयोग केंद्र(सैक) ने अंतरिक्ष विभाग के तहत स्वायत्त निकाय, सेमी कंडक्टर लिमिटेड (एससीएल), चंडीगढ़ के साथ कार्य की मात्रा और साझा संरचना पर चर्चा की और सैक और एससीएल टीम के सदस्यों ने ढांचा तैयार किया।

चर्चा के अनुसार, स्थानिक और अस्थायी विभेदन, गतिशील रेंज, मॉडुलन स्थानांतरण फंक्शन, स्मीयर और स्पेक्ट्रल के संबंध में परियोजना आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सैक में चिप वास्तुकला (चित्र -1), डिवाइस डिजाइन, चिप लेआउट और पैकेज डिजाइन किए गए थे। फ्रेम दर की आवश्यकता को पूरा करने के लिए चार एनालॉग वीडियो पोर्ट का उपयोग करके 1000 x 66 पिक्सल को ऊपर और नीचे के दोनों दिशाओं से पढ़े जाने के लिए डिज़ाइन किया गया था । प्रतिबिंब स्मीयर को कम करने के लिए, प्रतिबिंब से लेकर भंडारण क्षेत्र तक एकीकृत प्रभारों को स्थानांतरित करने के लिए धातु की लपट का इस्तेमाल किया गया था। एससीएल और सैक के सदस्यों के टीम द्वारा बनावट बनाने और पैकेज निर्माण के लिए समाशोधन से पहले डिजाइन (दोनों चिप और पैकेज स्तर पर) विस्तृत समीक्षा के माध्यम से किया गया।

वफ़र प्रसंस्करण एससीएल में शीर्ष प्राथमिकता से पूरा किया गया था । एससीएल पर वफ़र प्रसंस्करण के दौरान, सैक टीम ने चिप के इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मूल्यांकन के लिए परीक्षण बेंच (हार्डवेयर, फर्मवेयर, और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल उत्तेजना प्रदान करने के लिए सॉफ्टवेयर) का विकास किया। वेफ़र स्तर का परीक्षण, समुच्चय और पैकेजिंग, एससीएल में किए गए हैं। कार्यक्षमता सत्यापन के लिए कुछ डायल एससीएल में पैक(चिप-ऑन-बोर्ड) किया गया था ।

ऑनबोर्ड पर चिप (सीओबी) पैकेज का सैक में कार्यक्षमता सत्यापन जांच सफलतापूर्वक किया गया है । चित्र 2, 3 और 4 में सीओबी, टेस्ट सेटअप इलेक्ट्रॉनिक्स, और ईओ टेस्ट बेंच क्रमशः हैं। सामान्य प्रयोगशाला रोशनी की शर्तों के तहत एफ # 2, फोकल लम्बाई 105 मिमी, और 30 मिलीसेकेंड का समाकलन समय और चिप द्वारा प्राप्त की गई रॉ प्रतिबिंब, 5 डी के माध्यम से चित्र -5 ए में दी गई हैं।

 (एफटी सीसीडी 1000 x 66, चिप आर्किटेक्चर)

चित्र -1 (एफटी सीसीडी 1000 x 66, चिप आर्किटेक्चर)

 

(चिप-ऑन-बोर्ड)

चित्र -2 (चिप-ऑन-बोर्ड)

 

(टेस्ट सेटअप इलेक्ट्रॉनिकी)

चित्र -3 (टेस्ट सेटअप इलेक्ट्रॉनिकी)

 

(ई-ओ लक्षण वर्णन टेस्ट बेन्च)

चित्र -4 (ई-ओ लक्षण वर्णन टेस्ट बेन्च)

 

(प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)

चित्र -5 ए (प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)

 

 (प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)

चित्र -5 बी (प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)

 

(डिटेक्टर विशेषता लैब की छवि, रॉ, चिप द्वारा कब्जा कर लिया गया)

चित्र-5सी (डिटेक्टर विशेषता लैब की छवि, रॉ, चिप द्वारा कब्जा कर लिया गया)

 

 (डिटेक्टर विशेषता लैब प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)

चित्र -5 डी (डिटेक्टर विशेषता लैब प्रतिबिंब, रॉ, चिप द्वारा लिया गया)