Пристрій для визначення роздільної здатності оптико-електронних приладів іч-ділянки спектра

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разрешающей способности приборов, работающих в ИКобласти спектра. Целью изобретения является повышение яркости изображе ния и увеличение временного и пространственного разрешения. Полупроводниковая мира 1 толщиной не более диффузионной длины, созданная областями с различающимися не менее чем на порядок скоростями поверхностной рекомбинации, освещается лазерным источником возбуждения через светопровод и рассеиватель, энергия кванта излучения которого больше ширины запрещенной зоны полупроводника.Вблизи областей с малой скоростью поверхностной рекомбинации концентрация носителей выше равновесного значения, а вблизи областей с большой скоростью соответствует равновесному значению концентрации. Также распределяется * интенсивность люминесценции по поверхности миры, обеспечивая большую яркость ИК-излучения. 1 шт. 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разрешающей способности приборов, работающих в ИКобласти спектра, в частности тепловизоров и электронно-оптических преобразователей. Целью изобретения является повышение яркости изображения и увеличение пространственного и временного разрешения, На чертеже приведена схема устройства . Устройство^содержит полупроводниковую миру 1, лазерный источник 2 возбуждения, светопровод 3, рассеиватель 4. Устройство работает следующим образом. Полупроводниковая пластина толщиной не более диффузионной длины освещается лазерным источником возбуждения, энергия кванта h^ излучения которого больше ширины запрещенной зоны Е„ данного полупроводника. При этом вблизи освещаемой поверхности создаются избыточные электронно-дырочные пары, которые диффундируют внутрь образца и так как толщина образца не больше диффузионной длины, достигают противоположной широкой грани, на которой созданы непрозрачные элементы миры. Так как в прямозонных полупроводниках из-за сильно (53) 7 7 1 . 3 1 7 , 6 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-1-электронных приборов. Л . : Машиностроение, 1983, с . 6 1 5 - 6 1 6 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЬК ПРИБОРОВ ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА 4-89 с 4 1455849 водншеа определяется временем нагрего самопоглощения рекомбинационное ва или остывания решетки кристалла. излучение выходит только из узкого Таким образом, используя эффект теп-4 приповерхностного слоя, его интенлового"испускания неравновесных носивность определяется концентрацией сителей, -/дается повысить быстродейэлектронов и дырок в этом слое» ствие ИК-мир на несколько порядков Используя лазерное возбуждение, и расширить их функциональные возможможно добиться больших значений конности относительно временного разрецентрации неравновесных носителей заряда и большой яркости ИК-кзобра10 шения. жепия» если квантовый выход рекомбиНа излучающую поверхность полунацпопного излучения используемого проводниковой пластины наносят слой полупроводника высокий. Пластина окисла и металлические полосы задан-* полупроводника с Eg ^ Ы служит ной геометрии, излучательная спо1 фильтром коротковолнового лазерного 15 собяоеть которых близка к излучатель излучения, и поскольку излучение ланои способности окисленного полупрозера подводится по светопроводу, то водника. Эти области не пропускают в регистрирующую систему оптикоэлекизлучение полупроводника, и таким 1 тронных приборов возбуждающее излуобразом получается контрастное изобчение не попадает, что дает возмож- 20 ражениє в широкой области ШС-диапаность наблюдать чистую картину ИКзона более 100 мкм для создания неизображеніїя миры. прозрачных элементов для использова За краем собственного поглощения при частотах, меньших чем Eg/fc, про ния в фотолитографии, что позволяет достигать высокой плотности штрихов неходит изменение интенсивности теп- 25 на миллиметр, Контраст ИК-изображения определяаодого излучения оптически тонкого ется амплитудой лазерного импульса. полупроводника при изменении конОн легко изменяется в широких предецентрации носителей, если температулах, но при данной амплитуде лазерра окружающего фона ниже температуры 3D ного импульса является величиной посполупроводника. тоянной , , ' Плотность излучения оптически тонкоп (oid«l) пластины определяется Так как устройство может работать формулой , В ИМПУЛЬСНОМ режиме, ПОЯВЛЯетСЯ ВОЗ14 можность определения временного раз-* 35 решения оптико-олектронных приборов. где об - коэффициент поглощения, обуТак, можно проверить способен ли исслозленный свободными носителями запытываемый прибор обнаруживать быстряда; d - толщина пластины;СО - часро движущиеся объекты или реагиротота ичлученич; С - скорость света; Т - абсолютная температура. Посколь- 40 вать на кратковременные воздействия и определить пороговые длительности ку d зависит от концентрации носиэтих процессов. Разрешающая способтелей заряда, то и также прямо пропорность определяется в данном случае ционально концентрации свободных носителей при old 4JL \ . Увеличение кон- по длительности и частоте следования лазерных импульсов. Кроме того, процентрации носителей приводит к воз45 цесс измерения разрешающей способрастанию о и ппи (L d » 1 плотность б ности и минимальной разрешаемой разизлучения стремится к величине PD 9 ности температур значительно упрощасоответствующей испусканию оптически ется к убыстряется, так как есть возтолстой пластины ,,. можность быстро изменять контраст. і ПОЗ 50 Это дает возможность использовать о данное устройство, например, для откоэффициент отражения на грагде R браковки приборов по разрешающей tmoнях пластины. собности при их изготовлении*, Предлагаемое устройство обладает и еще Характерным временем спадания теподним преимуществом. Из-за отсутстлового испускания свободных носитевия необходимости постоянной прокачки лей является вреі^я жизни неравновесводы из термостата, как в прототипе ' ных носителей заряда, в то время как оно может работать в полевых услови** тепловое испускание самого полупро 5 1455849 ях, в частности для контроля ИК-приборов, работающих на полигонах, в космосе и т . п . П р и м е р . Полупроводниковую О пластину из PbS полировали, затем травили и подвергали окислению. На окисленную передшою поверхность наносили слой металла, который затем обрабатывали так, чтобы его излучатель-- ю ная способность была близка к излучательной способности окисленного полупроводника. Б этом случае при отсутствии возбуждения лазерным излучением изображения на поверхности крис- 45 талла не наблюдалось. При включении лазерного излучения возникало контрастное изображение и в ИК-облаети спектра, соответствующее геометрии 20 нанесенного непрозрачного металлического слоя. Длительность свечения, проверенная быстродействующим фотоприемником, соответствовала времени жизни неравновесных носителей в этом материале. С помощью фильтров наблю-^ 25 дались раздельно дюмчнссц&нция и модуляция теплового излучения, возникающая при увеличении концентрации но Редактор Х.Лощкарева 6 сителей заряда во время облучения кристалла лазерным излучением. Формула и з о б р е т е н и я Устройство для определения разре-4 тающей способности оптико-электронных приборов ИК-области спектра, содержащее миру и источник фонового излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что» с целью повышения яркости изображения и увеличения пространственного и временного разрешения, мн~ ра выполнена в виде полупроводниковой пластины толщиной не более дїїффу зионной длины, на излучающей поверхности которой нанесены слой прозрачного диэлектрика и непрозрачного материала заданной геометрии, излуча- тельная способность которого близка к излучательной способности полупроводника и оптически связана через рассеиватель и светопровод с лазерным источником возбуждения, длина волны излучения которого больше ширины запрещенной зоны полупроводникового материала миры. Составитель Л.Перебейносова Техред М.Ходанич Корректор 0яКравцова Заказ 143/ДСП Тираж 445 Подписное Б И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101