DE1213069B - Lichtempfindliche Halbleiteranordnung fuer ein Strahlungsortungs- bzw. Peilgeraet - Google Patents

Description

• Lichtempfindliche Halbleiteranordnung für ein Strahlungsortungs bzw. Peilgerät Die Erfindung betrifft eine lichtempfindliche Halbleiteranordnung für ein Strahlungsortungs bzw. Peilgerät.
• Derartige Geräte besitzen im allgemeinen außer einer fokussierenden Strahleneintrittsoptik ein Modulationssystem mit einer rotierenden oder sonstwie bewegten Zerhackerscheibe, so daß eine periodisch modulierte Strahlung auf ein Empfangselement fallen kann, an dessen Ausgang somit eine mit der Modulationsfrequenz schwingende Wechselspannung für die weitere Auswertung zur Verfügung steht.
• Je nach Art des in dem Gerät verwendeten Empfangselementes ist die Strahlungsempfindiichkeit auf einen bestimmten Wellenlängenbereich, z. B. das sichtbare Gebiet oder das nahe Infrarot, beschränkt Bei Ortungsproblemen besteht aber häufig die For derung, eine aus mehreren verschiedenen Wellenlängenbereichen bestehende Strahlung empfangeg und insbesondere die einzelnen Wellerlängenbereiche voneinander unterscheiden zu köntèn,-um so beispielsweise die Möglichkeit einer Unterscheidung der von einem auszumachenden Objekt ausgesendeten Strahlung gegenüber der Strahlung des Hintergrundes bzw. der -Umgebung- zu besitzen.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Strahlungsortungs- bzw. Peilgerät der eingangs beschriebenen Art einen Empfang von elektomagnetischer Strahlung mehrerer verschiedener Wellenlängenbereiche in möglichst einfacher Weise zu realisieren.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung. vorgesehen, daß im Strahlengang von moduliertem Licht mindestens zwei strahlungsempfindliche Halbleiterkörper hintereinander angeordnet sind, von denen der erste, insbesondere aus Silizium, auf den kurzwelligeren Strahlungsbereich anspricht und gleichzeitig als Filter für den langwelligeren Bereich wirkt, während der zweite Halbleiterkörper, insbesondere aus Bleisulfid, für den langwelligeren Strahlungsbereich empfindlich ist.
• Es ist zwar bereits bekannt, ein aus vielen Wellenlängen zusammengesetztes Licht mittels mehrerer durch Halbleiterkörper gebildeter Photozellen insgesamt in Elektrizität umzusetzen, wobei das einfallende Licht etwa durch drei hintereinanderliegende Photozellen aus Silizium, Germanium und Indiumantimonid hindurchtritt, deren Reihenfolge so getroffen ist, daß jeweils die die kurzwelligste Strahlung absorbierende Photozelle der Lichtquelle am nächsten liegt, während das Licht mit zunehmend längeren Wellen durch die folgenden Photozellen umgesetzt wird.
• Eine solche Photozellenanordnung, welche im übrigen keine Photowiderstände, wie z. B. Bleisulfid, enthalten darf, hat aber nur den Zweck, die Strahlung eines breiten Frequenzbandes möglichst verlustlos in elektrische Energie umzusetzen, weswegen auch die einzelnen Photozellen der bekannten Anordnung so ausgebildet sind daß sie das Licht auf emer-relativ großen Oberfläche aufnehmen können, wobei keine Fokussierung des-auffallenden Lichtes erfolgt.
• Die bekannte Photozellenanordnung ist daher nicht für die Verwendung innerhalb eines Strahlungsortungs- bzw. Peilgerätes geeignet, bei dem die einfallende Strahlung vor dem Auftreffen auf die lichtempfindliche Halbleiteranordnung fokussiert und periodisch moduliert wird.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die lichtempfindliche Halbleiteranordnung dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Filterung der vom ersten Halbleiterkörper hindurchgelassenen Strahlung ein dritter Halbleiterkörper, insbesondere aus Germanium, zwischen den für den kurzwelligeren bzw. für den langwelligeren Strahlungsbereich empfindlichen Halbleiterkörpern angeordnet ist. Da bekanntlich die Empfindlichkeit einer Halbleiterzelle umgekehrt proportional der Wurzel aus der nutzbaren Zellenoberfläche ist, können zur Steigerung der Empfindlichkeit in bestimmten Strahlungsbereichen die Halbleiterkörper der erfindungsgemäßen Anordnung alle oder zum Teil verschieden große nutzbare Oberflächen besitzen. Die verschiedenen Halbleiterkörper können dann beispielsweise in der Reihenfolge nach abnehmender nutzbarer Oberfläche dicht hintereinander angeordnet sein, wobei der Halbleiterkörper mit der größten Oberfläche der gesamten einfallenden modulierten Strahlung zugewendet ist.
• In vorteilhafter Weise können dabei nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung der zuerst bzw. die beiden zuerst angeordneten Halbleiterkörper als Linsen, insbesondere als bikonvexe oder plankonvexe Linsen, ausgebildet sein, so daß die jeweils hindurchgelassene Strahlung auf - den - letzten Halbleiterkörper mit kleinster nutzbarer Oberfläche- scharf .gebündelt wird.
• Zur Erläutperung derErfindung dient die Zeichnung, in der eine Halble5te'ranordnung für ein Stråhldngsortungsgerät nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
• Gemäß der Zeichnung besitzt das Strahlungsortungsgerät hinter einer Strahleneintrittsoptik für die Gesamtstrahlung, schematisch als Linse 1 dargestellt, in der Bildebene ein Modulationssystem, schematisch als unterbrochene Linie 2 gezeichnet, so daß sich die nachfolgenden Halbleiterkörper 3j 4. und 5 im Strahlengang von moduliertem Licht befinden. Der erste Halbleiterkörper, eine als- Sammellinse ausgebildete Siliziumzelle 3, ist nur für den Wellenlängenbereich von 0,6 bis 1,1 µ empfindlich, so daß sie die genaue Messung dieses Bereiches gestattet, und läßt die langwelligere Strahlung zu einer Germaniumzelle 4 hindurch, die ebenfalls als bikonvexe Linse ausgebildet ist. Die Siliziumzelle 3 und die Germaniumzelle 4 besitzen je einen Durchmesser von etwa 8 mm, d. h. also etwa gleich große nutzbare Oberflächen.
• Die Germaniumzelle 4, die eine Empfindlichkeit für den Wellenlängenbereich von 1,1 bis 1,8 aufweist, dient neben der Messung dieses Bereiches zur weiteren Filterung der von der Siliziumzelle 3 hindurchgelassenen Strahlung.
• Auf den zuletzt angeordneten Halbleiterkörper, eine Bleisulfidzelle 5, 5, wird somit der restliche langwelligere Strahlungsbereich scharf gebündelt. Die Bleisulfidzelle 5, die eine wesentlich kleinere nutzbare Oberfläche (etwa 1 mm2) besitzt, ist für den Bereich von 1,8-bis 3,5 in empfindlich.
• Ein mit einer derartigen Halbleiteranordnung ausgestattetes Strahlungsortungs- bzw. Peilgerät bietet die Möglichkeit, die etnz.eine e Wellenlängenbereiche der gesamten einfallenden Strahlung voneinander zu unterscheiden. Darüber hinaus kann die Strahlung eines schmalen Wellenlängenbereiches genau geortet werdan, ohne daß die ErnpfindlichReit des ~ Geråtes auf einen bestimmten Wellenlängenbereich begrenzt ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Lichtempfindliche Halbleiteranordnung für ein Strahlungsortungs- bzw. Peilgerät, d a durch gekennzeichnet, daß im Strahlengang von moduliertem Licht mindestens zwei - strahlungsempfindliche Halbleiterkörper hintereinander angeordnet sind, von denen der erste, insbesondere aus Silizium, auf; den kurzwelligeren Strahlungsbereich anspricht und gleichzeitig. als Filter -für den langwelligeren Bereich wirkt, während der zweite Halbleiterkörper, insbesondere aus Bleisulfid, für den langwelligeren Strahlungsbereich empfindlich ist.
2. 2. Lichtempfindliche Halbleiteranordnung für ein Strahlungsortungs- bzw. Peilgerät-nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Filterung der vom ersten Halbleiterkörper hindurchgelassenen Strahlung ein dritter Halbleiterkörper, insbesondere aus Germanium, zwischen den für den kurzwelligeren bzw. für den langwelligeren Strahlüngsbereich empfindlichen Halbleiterkörpern angeordnet ist.
3. 3. Lichtempfindliche Halbleiteranordnung für ein Strahlungsortungs- bzw. Peilgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst bzw. die beiden zuerst angeordneten Halbleiterkörper als Linsen, insbesondere als bikonvexe oder plankonvexe Linsen, ausgebildet sind. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1045566.