ЦНИИ "Электрон" — 70 лет: импортозамещенные фотоприемники и камеры технического зрения

Первый в России КМОП-фотоприемник

ЦНИИ "Электрон" разработал первый отечественный фотоприемник на основе КМОП-структур.

"Уникальность этого решения заключается в том, что оно полностью российское — от проектирования до производства, которое осуществляется на отечественном предприятии "Микрон" в Зеленограде. Это знаковый технологический прорыв: до сих пор собственных КМОП-фотоприемников в России не существовало", — отметил Вязников.

По его словам, фотоприемник обладает разрешением 2048×2048 пикселей (4 мегапикселя), при этом каждый пиксель является "физическим". Это обеспечивает высокую четкость даже при цифровом увеличении, а дальность наблюдения ограничивается лишь характеристиками объектива и чувствительностью фотоприемника.

Технология КМОП-фотоприемников востребована в самых разных отраслях: от систем машинного зрения и телевизионных оптико-электронных комплексов до обеспечения безопасности беспилотных транспортных средств и автономных аппаратов.

"Мы также работаем над созданием малоформатной, но сверхбыстрой КМОП-матрицы со скоростью съемки до 450 кадров в секунду. Такая матрица будет компактной и недорогой. Она идеально подойдет для беспилотных транспортных средств, где критически важна минимальная задержка получения изображения", — добавил Вязников.

ЭОП нового поколения

С 2020 года ЦНИИ "Электрон" приступил к разработке электронно-оптического преобразователя (ЭОП) пятого поколения, основанного на нетрадиционной архитектуре.

Данный ЭОП представляет собой гибридный фотоприемник, в котором фотокатод — это основной элемент, реагирующий на падающий свет, — и регистрирующая электроны матрица объединены в одном вакуумном объеме. В отличие от классических систем, матрица в таком приборе улавливает не фотоны, а электроны, что кардинально повышает эффективность и чувствительность устройства и является ключевым ноу-хау ЭОП пятого поколения.

"Этот гибридный прибор — следующий этап эволюции ЭОП. Мы полностью отказались от люминофора и сложных оптических цепочек, которые использовались в предыдущих поколениях. Благодаря этому удалось реализовать компактную, но высокопроизводительную конструкцию. ЭОПы нового поколения могут быть адаптированы как под ультрафиолетовый, так под видимый и под ближний инфракрасный диапазон. Это значительное научно-техническое достижение", — пояснил Вязников.

ЭОП пятого поколения выходит далеко за рамки традиционных систем, становясь универсальным инструментом для решения сверхточных задач в промышленности, науке и сельском хозяйстве.

Высокотемпературные миниатюрные ФЭУ: "глаза" для глубинной геологоразведки

ЦНИИ "Электрон" реализует программу импортозамещения фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) — сверхчувствительных приборов, способных регистрировать даже отдельные фотоны. В рамках поручения Министерства энергетики РФ институт разрабатывает специализированные ФЭУ для нужд российской геологоразведки.

Принцип их работы основан на методе нейтронного каротажа: в скважине размещается источник нейтронов, излучение которого проходит через горные породы. При взаимодействии с ядрами атомов в нефти, газе, уране или рудах нейтроны рассеиваются и возвращаются к детектору. Именно ФЭУ улавливает слабые световые вспышки, возникающие в результате этих взаимодействий, преобразуя их в электрический сигнал. На основе этих данных оператор на поверхности определяет состав и структуру подземных пластов в реальном времени.

"Ранее мы уже выпускали ФЭУ, но требования геологоразведки непросты, — пояснил Вязников. — Приборы должны быть не просто чувствительными, но и крайне компактными — таких высокотемпературных малогабаритных решений в России не производят. Ведь в скважине царят экстремальные условия: давление достигает тысяч атмосфер, температура — 130–160 °C, а буровой стержень подвержен сильным механическим деформациям. Крупный детектор там просто не выживет — его раздавит".

ЦНИИ "Электрон" изготовил первые опытные образцы нового поколения ФЭУ в ноябре 2025 года.

"По ключевым параметрам — чувствительности, уровню темновых токов и шумов — они показали результаты, сопоставимые с японскими аналогами", — отметил Вязников.

В декабре 2026 года институт планирует провести испытания новых прототипов ФЭУ, после чего начнется подготовка к их серийному производству, что обеспечит отечественную геологоразведку передовыми, полностью российскими сенсорами, не уступающими мировым аналогам.