DE2553378C2 - Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtung - Google Patents
Wärmestrahlungs-AbbildungsvorrichtungInfo
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Description
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Wärmestrahlungsdetektor (1) das infrarotstrahlungsempfindliche
Halbleitermaterial in Form eines länglichen Streifens (9) aufweist,
daß die Stromquelle (17) zum Anlegen des Vorstroms an den Wärmestrahlungsdetektor (1) eine
Konstantstromquelle ist, die an die beiden Enden des Halbleiterstreifens geschaltet ist und
dem Halbleiterstreifen (9) einen konstanten Strom aufprägt, der so eingestellt ist, daß die
dadurch hervorgerufene Driftgeschwindigkeit (vj) und -richtung der durch die Bestrahlung
erzeugten Minoritäts-Ladungsträger gleich der Geschwindigkeit und der Richtung der Verschiebung
der Bereichsabbildung auf den Wärmestrahlungsdetektor(l) ist und
daß nahe des Endes des Halbleiterstreifens, auf das die Minoritäts-Ladungsträger zudriften, zwei
Spannungserfassungselektroden (13,15) vorgesehen sind, über die die durch lokale Änderung
der Ladungsträgerdichte hervorgerufene Spannungsänderung abgegriffen und der Signalverarbeitungseinheit
(21) zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Strom über zwei Elektroden
an den entgegengesetzten Enden des Streifens (9) angelegt ist, deren eine zugleich eine der
Spannungserfassungselektroden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Erfassungselektroden
(15) einen pn-übergang mit dem Streifen (9) aufweist, und daß eine Einrichtung (23) vorgesehen ist,
die den pn-übergang in Sperrichtung vorspannt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (9) eine
wirksame Länge von ungefähr 0,25 cm, eine Breite von ungefähr 50 μηι und einen mittleren Abstand
zwischen den Erfassungselektroden (13,15) von ungefähr
50 μιτι besitzt.
Die Erfindung betrifft eine Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtung
zur Erfassung eines Strahlungsbildes, das mit einem Wärmestrahlungs-Detektor abgetastet
wird.
Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtungen dienen zur Umwandlung eines fokussierten Strahlungsbildes,
voi zugsweise im infraroten Spektralbereich, mit Unterschieden in der Temperatur und im Wärmeemissionsvermögen
in einem abzubildenden Objekt oder einer gegebenen Szene in ein sichtbares Bild. Die Erfindung
betrifft dabei insbesondere Vorrichtungen, bei denen
ίο das Bild bereichsweise mit einem oder mehreren Detektoren
abgetastet wird, in dem oder denen die Infrarotstrahlung in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Nach einer geeigneten Verstärkung und elektronischen Verarbeitung kann dieses Signal zur Erregung eines
elektro-optischen Wandlers oder Sichtgeräts, wie z. B. einer Elektronenstrahlröhre, dienen, um ein sichtbares
Bild zu erzeugen. Wärmestrahlungs-Detektoren können aus Halbleitermaterial bestehen, wie z. B. Cadmium-Quecksilber-Tellurid,
Indiumantimonid oder Blei-Zinn-Tellurid, so daß das elektrische Signal von einem Photostrom
erhalten wird, der aus freien Elektronen und Löchern besieht, die durch Infrarot-Photonen aus der gebundenen
molekularen Struktur freigesetzt wurden.
Die einfachste Form der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet einen einzigen Detektor, über den das gesamte Bild abgetastet wird. Besser:; Eigenschaften werden erhalten, wenn mehrere Detektoren gewöhnlich in einer Linie oder Zeile (lineare Anordnung), verwendet werden. Das Bild kann abgetastet werden, und die einzelnen Detektoren sind so angeordnet, daß jeder einen getrennten Teil des gleichen Bildes, z. B. eine getrennte Linie, abtastet und daher mit verringerter Frequenzbandbreite arbeitet, wobei insgesamt im Vergleich zu einem einzigen Detektor (Einelement-Detektor) ein verbesserter Rauschabstand erzielt wird. Diese Betriebsart wird auch als »Parallelabtastung« bezeichnet. Das Bild kann auch so abgetastet werden und die Detektoren können so angeordnet sein, daß jeder Bereich oder Fleck des Bildes nacheinander auf jeden Detektor fokussiert wird. Die durch die einzelnen Detektoren erfaßten Signale werden so addiert, daß sie miteinander abgestimmt sind, aber das jedem Detektor zugeordnete Rauschen ist nicht abgestimmt. Daher führt auch diese als »Serienabtastung« bezeichnete Betriebsart insgesamt zu einer Verbesserung des Rauschabstandes.
Die einfachste Form der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet einen einzigen Detektor, über den das gesamte Bild abgetastet wird. Besser:; Eigenschaften werden erhalten, wenn mehrere Detektoren gewöhnlich in einer Linie oder Zeile (lineare Anordnung), verwendet werden. Das Bild kann abgetastet werden, und die einzelnen Detektoren sind so angeordnet, daß jeder einen getrennten Teil des gleichen Bildes, z. B. eine getrennte Linie, abtastet und daher mit verringerter Frequenzbandbreite arbeitet, wobei insgesamt im Vergleich zu einem einzigen Detektor (Einelement-Detektor) ein verbesserter Rauschabstand erzielt wird. Diese Betriebsart wird auch als »Parallelabtastung« bezeichnet. Das Bild kann auch so abgetastet werden und die Detektoren können so angeordnet sein, daß jeder Bereich oder Fleck des Bildes nacheinander auf jeden Detektor fokussiert wird. Die durch die einzelnen Detektoren erfaßten Signale werden so addiert, daß sie miteinander abgestimmt sind, aber das jedem Detektor zugeordnete Rauschen ist nicht abgestimmt. Daher führt auch diese als »Serienabtastung« bezeichnete Betriebsart insgesamt zu einer Verbesserung des Rauschabstandes.
Aus dem Artikel: »TV-Compatible Forward Looking Infrared« von R. F. Anderson, Optical Engineering,
Vol. 13, Nr. 4, S. 335-338 sind Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtungen
bekannt, bei denen ein wärmestrahlendes Objekt durch Parallel- oder Serienabtastung
sequentiell auf Wärmestrahlungs-Detektoren abgebildet wird.
Die Parallel- und die Serienabtastung bringen jedoch beide Probleme mit sich. Bei der Parallelabtastung wird
ein hohes Maß an Gleichmäßigkeit oder Einheitlichkeit im Ansprechen von allen Fühlern gefordert, was schwierig
zu erreichen ist. Bei der Serienabtastung muß das durch jeden Fühler mit Ausnahme des letzten in der
Reihe erzeugte Signal um ein abnehmendes Zeitintervall verzögert werden, um die zum Abtasten des Bildes
entlang der Linie erforderliche Zeit zu kompensieren. Die zum Erzeugen der geeigneten Verzögerungen erforderlichen
Schaltungen sind in der Erfassungsschaltung der Fühler enthalten, und diese Erfassungsschaltung
ist folglich kompliziert aufgebaut. Weiterhin muß die zum Abtasten des Bildes entlang der Linie erforderliche
Zeit genau an die so erzeugten Verzögerungen
angepaßt werden. Bei beiden Betriebsarten sind die Fühler gewöhnlich für einen Betrieb im Infrarotbereich
des Spektrums von 3 bis 5 oder 8 bis 14 μίτι gekühlt,
während die Erfassungsschaltung bei Umgebungstemperatur normal arbeitet. Es ist daher erforderlich, wenigstens
eine Leitung je Fühler und zusätzlich eine gemeinsame Leitung aus dem Kühlgeiäß vorzusehen. Die
Anzahl der vorgesehenen Leitungen macht folglich eine Kapselung der Fühler oder Baueinheiten schwierig und
ihre Herstellung teuer.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtung
vorzustellen, die einen bzw. eine geringe Anzahl von Wärmestrahlungs-Detektoren aufweist, die ein verbessertes
Signal/Rausch-Verhältnis haben und deren Erfassungsschaltung vereinfacht ist
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Streifenmaterial kann z. B. Cad-nium-Quecksilber-TelJurid,
Indiumantimonid oder Blei-Zinn-Tellurid sein.
Eine Erfassungselektrode kann einen Bereich aus Metall, wie z. B. Aluminium, haben, das über dem Ende des
Streifens, zu dem die Minoritätsträger gezogen werden, aufgetragen ist. Diese Elektrode kann auch eine von
zwei Elektroden sein, zwischen denen der Strom fließt, wobei die andere Elektrode am anderen Ende des Streifens
vorgesehen ist. Die zweite Erfassungselektrode, die vorzugsweise über dem Streifen in der Nähe der ersten
Elektrode aufgetragen ist, kann entweder aus einem Metallbereich oder einem einen pn-übergang mit dem
Streifen bildenden Halbleiterbereich bestehen, wobei der pn-Übergang durch eine geeignete Vorspannung in
Sperrichtung vorgespannt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt lediglich eine einfache Erfassungsschaltung und eine geringe Anzahl
von Leitungen zur Erfassungsschaltung, wodurch die Kapselung relativ einfach wird. Diese Eigenschaften
sind mit einem herkömmlichen einzigen Detektor vergleichbar. Der erzielte Rauschabstand ist jedoch mit
dem bei der Parallel- und Serienabtastung erhaltenen Rauschabstand vergleichbar.
Wenn ein elektrischer Siiuin zwischen zwei Eickiiuden
auf einem Körper eines gleichmäßig dotierten Halbleitermaterials fließt, besteht der Strom aus zwei
Komponenten, die in entgegengesetzten Richtungen zu den jeweiligen Elektroden fließen. Die meisten Majoritätsträger,
z. E. Elektronen bei einem n-Ieitenden Material, fließen zur einen Elektrode, und die Minoritätsträger
fließen zur anderen Elektrode. Die Minoritätsträger wandern in Pakeien, die in eine Wolke von Majoritätsträgern eingebettet sind, die entgegengesetzt zum
Hauptmajoritätsträgerfluß strömen. Dies vird als ambipolare Drift bezeichnet. Die ambipolare Drift tritt bei
einer Geschwindigkeit auf, die niedrig genug zur Anpassung an eine Bildabtastgeschwindigkeit ist. Auf diese
Weise führt bei der Erfindung die ambipolare Drift im Streifen, in dem die meisten Minoritätsträger photoangeregt
sind, zu einem Vorgang, durch den ein integriertes Bild aus allen wirksamen oder aktiven Teilen des
Streifens aufgebaut werden kann, wenn das Bild entlang des Streifens abgetastet wird. Kleine Änderungen der
Bildabtastgeschwindigkeit können durch Einstellen des Vorstroms kompensiert werden. Das Bildsignal wird
durch Modulation des spezifischen elektrischen Widerstandes im Bereich des Streifens zwischen der ersten
und der zweiten Erfassungselektrode erzeugt, wenn die durch Bestrahlung erzeugten Ladungsträger in der ambipolaren
Drift diesen Bereich durchlaufen. Die Modulation kann einfach als Spannung zwischen den Elektroden
erfaßt werden. Die Laufzeit der Minoritätsträger ist kleiner als die Rekombinationszeit, so daß die Minoritätsladungsträger,
aus denen das Bild aufgebaut wird, nicht durch Rekombination verloren werden, bevor sie
den Bereich zwischen der ersten und der zweiten Elektrode erreichen.
Ein einfacher linearer Detektor mit drei Elektroden
ίο ersetzt die herkömmliche lineare Serien- oder Parallelanordnung
in einer Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtung für ein abgetastetes Bild. Der Detektor umfaßt
einen länglichen Halbleiter-Photoleiter-Streifen, der vorzugsweise 0,25 cm lang und 50 μιη breit ist und z. B.
aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid besteht. Ein Vorstrom
im Streifen führt zu einer Minoritätsladungsträger-Driftgeschwindigkeit im Streifen, die an die Bildabtastgeschwindigkeit
angepaßt ist, um so eine erhöhte Bildauflösung zu bewirken. Eine Modulation im Minoritätsladungsträgerstrom,
der das erfaßte Bild darstellt, wird als Änderung des spezifischen Widerstandes insgesamt
(mittlerer spezifischer Widerstand) zwischen zwei Erfassungselektroden gemessen, die in der Nähe des
einen Endes des Streifens angeordnet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine photoleitende Einheit, teils in Perspektive
und teils in einer Schaltung.
F i g. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Infrarot-Abbildungsvorrichtung, bei der die Einheit der F i g. 1 verwendet wird, und
F i g. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Infrarot-Abbildungsvorrichtung, bei der die Einheit der F i g. 1 verwendet wird, und
Fig. 3 einen Teil einer anderen Einheit, teils in Perspektive
und teils in einer Schaltung, die bei der Vorrichtung der F i g. 2 verwendbar ist.
Wie in der F i g. 1 gezeigt ist, hat eine photoleitende Einheit 1 (vgl. Fig. 2) einen länglichen Streifen 9 aus
Halbleitermaterial mit kleinem Bandabstand, wie z. B. Cadmium-Quecksilber-Tellurid, Indiumantimonid oder
Blei-Zinn-Tellurid. Die Einheit 1 hat auch zwei metallisehe
Elektroden 11 und 13, z. B. aus Aluminium, die an entgegengesetzten Enden des Streifens 9 abgelagert
oder aufgetragen sind, und eine Elektrode 15, z. B. aus Aluminium, die in der Nähe der Elektrode 13 aufgetragen
ist. Ein konstanter Vorsfom Ib fließt in Längsrichtung
durch den Streifen 9 miuels einer Batterie 17, die in
Reihe zu einem Stellwiderstand 19 zwischen den Elektroden 11 und 13 liegt. Eine Ausgangs- oder Erfassungsschaltung 21 liegt zwischen den Elektroden 13 und 15.
die als Erfassungselektroden dienen.
Gewöhnlich wird der Streifen 9 auf 77° K in einem Kühlgefäß (nicht dargestellt) mit flüssigem Stickstoff
gekühlt, während die Batterie 17, der Widerstand 19 und die Ausgangsschaltung 21 außerhalb des Gefäßes auf
Raumtemperatur sind. Daher ist eine nicht dargestellte herkömmliche Kapselung zur thermischen Isolierung
dieser beiden Teile der Einheit 1 erforderlich, während zwischen ihnen geeignete elektrische Verbindungen
vorgesehen sind.
Ein Infrarotbild wird auf den Streifen 9 durch eine herkömmliche Abtast- und Fokussiervorrichtung (vgl.
Fig. 2) geworfen, in der die Einheit 1 verkleinert und ohne verschiedene Einzelheiten gezeigt ist. Die Abtast-
und Fokussiervorrichtung ist in vereinfachter schematisrher
Form als ein kontinuierlich um eine vertikale Achse drehbarer Spiegel 2, als schrittw eise um eine waagerechte
Achse drehbarer Spiegel 3 und als Linse 5 dargestellt. Die Vorrichtung tastet ein abzubildendes Objekt
oder eine Szene S rasterförmig ab und erzeugt auf dem
Streifen 9 der Einheit 1 bereichsweise ein entsprechendes Infrarotsignal.
Das Bild besteht aus einer Zeile ganzer elementarer Bildbereiche entsprechend einer Zeile ganzer elementarer
Objektbereiche. Die Bildbereiche wandern entlang des Streifens 9 mit einer Geschwindigkeit v,durch Drehung
des Spiegels 2. Ein derartiger Bildbereich, der einem Elementarbereich χ (Fig. 2) des Objekts 5 entspricht,
ist als Bildbereich 7 in F i g. 1 gezeigt. Bilder entsprechend den verschiedenen Zeilen der Elementarbereiche
im Objekt S werden nacheinander auf den Streifen 9 durch schrittweise Drehung des Spiegels 3
geworfen. Eine für die Praxis besonders geeignete Abtast- und Fokussiervorrichtung ist in der US-PS
37 64 192 beschrieben.
Die Batterie 17 ist so angeordnet, daß die Minoritätsträger im Streifen 9 in gleicher Richtung driften, wie der
Bildbereich 7 entlang des Streifens 9 wandert, d. h. zur Elektrode 13, wie dies dargestellt ist. Der Widerstand 1 1
ist so eingestellt (vgl. unten), daß der Vorstrom /« eine Minoritätsladungsträgerdrift (genauer ausgedrückt, eine
ambipolare Drift) mit einer Geschwindigkeit v<* erzeugt,
die der Bildabtastgeschwindigkeit v, angepaßt ist. Die Photonen der Infrarotstrahlung, die den Bildbereich
7 erzeugen, verursachen Elektron-Loch-Paare, d. h. durch Bestrahlung erzeugte Ladungsträger, im Bereich
des Streifens 9, auf dem sie einfallen, wodurch die Ladungs-Trägerdichten lokal über ihre Gleichgewichtswerte erhöht werden. Da die überschüssigen Minoritätsladungsträger
zur Elektrode 15 mit einer Driftgeschwindigkeit v</ driften, die an die Geschwindigkeit v,
angepaßt ist, nimmt die Minoritätsladungsträgerdichte entsprechend dem Bildbereich 7 kontinuierlich während
des Übergangs zur Elektrode 15 zu. Die Geschwindigkeit der Erzeugung der Elektron-Loch-Paare entlang
des Weges des Bildbereichs 7 hängt vom Photonenfluß in den Bildbereich 7, d. h. von der Intensität oder Helligkeit
dieses Bereichs, ab. Auf diese Weise erhöht eine überschüssige Minoritätsladungsträgerdichte an jedem
gegebenen Punkt entlang des Weges des Bildbereichs 7 die lokale Leitfähigkeit um einen Betrag, der ein Maß
für die Intensität oder Helligkeit des Bildbereichs 7 ist. Da der Vorstrom Ib konstant ist, führt die Modulation
der Leitfähigkeit (und damit des spezifischen Widerstandes) im Streifen 9 zu einer lokalen elektrischen
Feldänderung. Die lokale Feldänderung im Streifen 9 entsprechend dem Bildbereich 7 und jedem anderen
identischen Bildbereich (nicht dargestellt) wird als Spannungsänderung zwischen den Elektroden 15 und 13 abgegriffen
und auf herkömmliche Weise durch die Ausgangsschaltung 21 verstärkt und verarbeitet, um ein
Bildsignal zu erzeugen.
Unter der Annahme, daß die Hauptrauschquelle auf der Fluktuation der auf die Einheit 1 einfallenden Hintergrundstrahlung
beruht, kann gezeigt werden, daß der Streifen 9 eine Verbesserung F im Rauschabstand gegenüber
einem einzigen herkömmlichen hintergrundbegrenzten photoleitenden Bauelement ergibt
Ein Bildbereich der Länge /wurde mit der Geschwindigkeit Vd von dem linken Ende des Detektorstreifens
aus ab einem Zeitpunkt to über dem Detektorstreifen
verschoben. Die Signal-Photonenflußdichte an diesem Punkt sei P5 und die Photonendichte der Hintergrund-Strahlung
sei Pb-
Die Anzahl der durch die Strahlung des abzubildenden Objektes während eines Abtastvorgangs des Detektors
erzeugten Minoritätsladungsträger sei C = η Ps ti. Iw.
wobei ti die Minoritätsladungsträgerübergangszeit —,
w die Breite des Detektorstreifens und η die Quantenausbeute
ist.
Die Ausgangsspannung zwischen den zwei Erfassungselektroden auf der rechten Seite des Streifens ist
gegeben durch
(nb+PY
— (2)
wobei π und ρ die Elektronen bzw. Lochdichten sind,
wenn keine Strahlung auf den Detektor fällt, b das Verhältnis zwischen der Elektronen- und Löcherbewegiichkeit
ist und L die wirksame Länge des Streifens 9 und / die Länge des Bildbereichs ist.
Die in dem Bereich mit der Länge / während eines Abtastvorgangs erzeugte Anzahl von Ladungsträgern
ist
Die mittlere quadratische Streuung dieser Anzahl ist
i
= (2Pb,,tLlw)*
= (2Pb,,tLlw)*
die effektive Rauschspannung am Ausgang der Erfassungselektroden ist:
+ 1)
Das Signal/Rauschverhältnis ergibt sich aus (2) und (3) zu
_ P,t
(JA*
Vergleicht man dieses Signal/Rauschverhältnis mit dem eines konventionellen einzelnen Detektors mit der
Oberfläche Iw, der mit der gleichen Geschwindigkeit abgetastet wird, dessen Signal/Rauschverhältnis gegeben
ist durch
so ergibt sich eine Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses bei dem erfindungsgemäßen Detektor um
den Faktor
F= /2 —.
Der Faktor j/2 tritt auf, da in der »Sweep-out mode«
kein Rekombinationsrauschen auftritt
Der maximal erreichbare Wert des Verhältnisses L/I
(Gleichung 8) wird durch das Erfordernis zum Abtasten eines elementaren Bildbereichs entlang des Streifens 9
in einer Zeit eingestellt die kleiner als die Minoritätsla-
dungsträger-Lebensdauer ist. Der maximale Wert wird daher durch den Wert der Minoritätsladungsträger-Lebensdauer
im Material des Streifens 9 und die maximale Geschwindigkeit v, bestimmt, mit der das Bild abgetastet
werden kann. Wenn das abzubildende Objekt S aus 625 Linien (Zeilen) besteht, deren jede 625 Bildpunkte
(Elementarbereiche) enthält, die entlang des Streifens 9 mit einer Bildfrequenz von 25 Hz (d. h. einer Informationsbandbreite
von 5 χ 1O6Hz) abgetastet werden, kann gezeigt werden, daß der Maximalwert von /.//ungefähr
50 bei einem Material mit einer Minoritätsladungsträger-Lebensdauer von 10 [is und ungefähr 5 bei
einem Material mit einer Minoritätsladungsträger-Lebensdauer von I μ$ beträgt.
Es ist wünschenswert, daß die wirksame Länge von L
des Streifens 9 so klein als möglich ist, um
(a) die durch die Batterie 17 zum Herausführen der Minoritätsladungsträger eingespeiste Spannung
und Leistung und
(b) die Abtastgeschwindigkeit v,möglichst kleinzumachen.
nen p-leitenden Bereich, der einen pn-übergang mit dem Streifen 9 (wenn η-leitend) bildet, wobei der Übergang
durch eine Vorspannungsquelle 23 in Sperrichtung vorgespannt ist. Die Ausgangsschaltung 21 ist in diesem
Fall über einen in Reihe mit der Vorspannungsquelle 23 geschalteten Widerstand 27 zwischen den Elektroden 24
und 13 vorgesehen. Im übrigen hat die Einheit 1 die oben anhand der F i g. 2 erläuterten Eigenschaften.
Die Minoritätsträger werden aus dem Streifen 9 an der in Sperrichtung vorgespannten Elektrode abgesaugt.
Auf diese Weise fließt ein Strom durch den Widerstand 27, der proportional zur augenblicklichen
Dichte der an der Elektrode 24 ankommenden Minoritätsträger und daher ein Maß des Photonenflusses insgesamt
entlang des Streifens 9 ist.
Da also L möglichst klein gemacht werden soll, während LJIso groß als möglich gelassen werden soll, ist es erforderlich,
/möglichst klein zu machen.
Der Minimalwert von / wird durch Diffusionseffekte irr. Streifen 9 bestimmt. Wenn / zu klein gemachi wird,
geht Information über das Objekt 5 verloren, da Minoritätsladungsträger, die den gleichen Bildbereich 7 darstellen,
den Bereich zwischen den Elektroden 13 und 15 zu verschiedenen Zeiten erreichen. Es kann gezeigt
werden, daß in einem Material mit einer Ladungsträgerbeweglichkeit von 500 cm2 v-'s-1 und einer Minoritätsladungsträger-Lebensdauer
von etwa 10 μ5 der minimal annehmbare Wert von /ungefähr 40 μπι beträgt.
Die Breite des Streifens 9 ist ungefähr gleich 1, so daß die Auflösung des angezeigten Bildes in Abtastrichtung
und senkrecht dazu ungefähr gleich ist.
Wenn der Maximalwert des Verhältnisses LJI ungefähr
50 beträgt, ist die wirksame oder aktive Länge L des Streifens vorzugsweise 0,25 cm (für eine Länge /von
50 μπι).
Die Tiefe (Dicke) des Streifens 9 kann ungefähr 10-3cm betragen.
Vorzugsweise ist das Material des Streifens 9 n-leitend
(wenn Cadmium-Quecksilber-Teüurid oder Indiumantimonid
verwendet wird) und schwach dotiert, um eine große Minoritätsladungsträger-, d. h. Löcher-Lebensdauer
und einen geringen Leistungsverbrauch zu geben. Typische Vorspannungsbedingungen (die durch
die Batterie Yi erzeugt werden), die erforderlich sind, um Vi und va anzupassen und um die Minoritätsladungsträger-Rekombinationszeit
größer als die Zeit zu machen, die für das Bild 7 erforderlich ist, damit die Elektrode
13 in einem Material mit einer Minoritätsträger-Lebensdauer von ΙΟμβ und einer Minoritätsträger-Beweglichkeit
von 500Cm2V-1S-1 erreicht wird, sind die
folgenden:
Vorfeld an Streifen 9 = 100 V cm-',
Vorspannung an Streifen 9=25 V,
Vorstrom = 8 mA und
Vorleistung=200 mW.
Vorspannung an Streifen 9=25 V,
Vorstrom = 8 mA und
Vorleistung=200 mW.
Ein anderes Ausführungsbeispiel für die Einheit 1 ist
in der F i g. 3 gezeigt In diesem Fall ist die Elektrode 15 durch eine nichtohmsche Elektrode 24 ersetzt, z. B. ei-
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Wärmestrahlungs-Abbildungsvorrichtung mit
— mindestens einem Wärmestrahlungsdetektor (1) aus infrarotstrahlungsempfindlichen Halbleitermaterial.
— einer Optik (2, 3, 5) zur bereichsweisen Abtastung des wärmestrahlenden Objekts und zur
Abbildung dieser Bereiche auf dem Wärmestrahlungsdetektor (1),
— einer Vorrichtung (2), mit der die Bereichsabbildungen
relativ zum Wärmestrahlungsdetektor verschoben werden,
— einer Stromquelle (17) zum Anlegen eines VorstroiT.s
an den Wärmestrahlungsdetektor (1) und
— einer an den Detektor geschalteten Signalverarbeitungseinheit
(21),
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB51498/74A GB1488258A (en) | 1974-11-27 | 1974-11-27 | Thermal radiation imaging devices and systems |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2553378C2 true DE2553378C2 (de) | 1985-05-23 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPS5836298B2 (de) |
DE (1) | DE2553378C2 (de) |
FR (1) | FR2293063A1 (de) |
GB (1) | GB1488258A (de) |
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- 1975-11-27 JP JP50142131A patent/JPS5836298B2/ja not_active Expired
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