Una matriz de plano focal (FPA en sus siglas inglesas), es un sensor de imagen que consiste en una matriz (típicamente rectangular) de píxeles sensibles a la luz en el plano focal de una lente. Los FPA se utilizan con mayor frecuencia para fines de imagen (por ejemplo, tomar fotografías o imágenes de video), pero también se pueden usar para fines no relacionados con imágenes, como espectrometría y el LIDAR.
En radioastronomía, el FPA está en el foco de un radiotelescopio. En longitudes de onda ópticas e infrarrojas, puede referirse a una variedad de tipos de dispositivos de imágenes, pero en el uso común se refiere a dispositivos bidimensionales que son sensibles en el espectro infrarrojo. Los dispositivos sensibles en otros espectros generalmente se denominan con otros términos, como CCD (dispositivo de carga acoplada) y sensor de imagen CMOS en el espectro visible. Los FPA operan detectando fotones en longitudes de onda particulares y luego generando una carga eléctrica, voltaje o resistencia en relación con el número de fotones detectados en cada píxel. Esta carga, voltaje o resistencia se mide, digitaliza y utiliza para construir una imagen del objeto, escena o fenómeno que emitió los fotones.
Las aplicaciones no militares de los FPA infrarrojos incluyen astronomía infrarroja, inspección de fabricación, imágenes térmicas para la lucha contra incendios, imágenes médicas y fenomenología infrarroja (como la observación de la combustión, la ignición del motor del cohete y otros eventos que son interesantes en el espectro infrarrojo).
La dificultad para construir FPA de alta calidad y alta resolución se deriva de los materiales utilizados. Mientras que los generadores de imágenes visibles como los sensores de imagen CCD y CMOS se fabrican a partir de silicio, utilizando procesos maduros y bien entendidos, los sensores IR deben fabricarse a partir de otros materiales más exóticos porque el silicio es sensible solo en los espectros visible e IR próximo. Los materiales sensibles al infrarrojo comúnmente utilizados en las matrices de detectores IR incluyen teluro de mercurio cadmio, antimoniuro de indio, arseniuro de galio de indio (InGaAs) y óxido de vanadio (V). También se puede usar una variedad de sales de plomo, pero son menos comunes hoy en día. Ninguno de estos materiales se puede cultivar en cristales del tamaño de los cristales de silicio modernos, ni las obleas resultantes tienen casi la uniformidad del silicio. Además, los materiales utilizados para construir matrices de píxeles sensibles a IR no se pueden usar para construir la electrónica necesaria para transportar la carga, el voltaje o la resistencia resultantes de cada píxel a los circuitos de medición. Este conjunto de funciones se implementa en un chip llamado multiplexor o circuitos integrados de lectura (ROIC), y generalmente se fabrica en silicio utilizando procesos CMOS estándar. La matriz del detector se hibrida o se une al ROIC, generalmente utilizando la unión de protuberancias de indio, y el ensamblaje resultante se denomina FPA.
Algunos materiales (y los FPA fabricados a partir de ellos) funcionan solo a temperaturas criogénicas, y otros (como el silicio amorfo resistivo y los microbolómetros pueden funcionar a temperaturas no refrigeradas.
Fuente: Wikipedia
