DE1589771A1 - Photoelektrische Empfaenger fuer ultraviolette Strahlung - Google Patents

Description

• " Photoelektronische Empfänger für ultraviolette Strahlung m Empfänger für ultraviolette Strahlung (UV) sind bekannty insbesondere Photozelleng die nach dem äußeren lichtelektrischen Effekt arbeiteng und Selenphotoelemente, Selenphotoelemente sind als selbst stromlielernde Bauelemente in der Handhabung sehr bequem. Wenn jedoch UV in Gegenwart von sichtbaren Licht oder infraroter Strahlung nachgewiesen oder gemessen werden sollg kann sich nachteilig auswirken$ daß die Photoelemente in diesen Be. reichen ebenfalls lichtempfindlich sind.
• Bei Vakuum- oder gasgefüllten Photozellen kann man die Empfindlichkeit auf den UV-Bereich beschränken durch Wahl eines geeigneten Kathodenmaterialsy aber die Anwendung dieser Zellen ist wegen der hohen Spannungsversorgung aufwendig. Die vor#Iiegende Erfindung hat ein photoalektronisches Systeia zum Zielg welchen die Vorteile der einfachen Handhabung der Photoelemente mit dem Vorteil der UV-Selektivität gewisser Photozellen vereint. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch behobeng daß die UV-Strahlung nicht oder nicht nur direkt zur -Anregung des Empfängern benutzt wirdy sondern daß eine Transformierung der 'UV-Strahlung in einen anderen Wellenlängenbereichg vorzugsweise in einen Bereich den sichtbaren Lichtsq mittels eines fluoreazierenden Pigmente vorgenommen wird. Diese an sich bekannte Maßnahme wird ergänzt durch die Verwendung einen UV-durchlässigen Filters. Um nun auch noch die verbleibende Empfindlichkeit in infraroten Gebiet auszuschalteng wird erfindungsgemäß zwischen Fluoreazenzstoff und Empfänger ein weiteres Filter eingeschaltetg welchen nun nicht mehr UV-durchlässig zu sein braucht# sondern seine Dar-ohlännigkeit vorwiegend in Bereich der Fluorenzenzstrahlung hat und darüber hinaus die infrarote Strahlung zumindest in dem Bereich sperrt, in welchem der photoelektronische Empfänger noch empfindlich ist. Die Erfindung sei an einen Beispiel erläutert. Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einen niglichen UV-empfindlichen Systems.
• 1 sei ein UV-durchlänziges Filterg Die gestrie helten Linien 2 sollen eine dünne'Schicht eines in sichtbaren fluoreszIerenden Leuchtstoffes darstellen- 3 ist ein Filterg welches vorzugsweise im Bereich der Fluorenzenzstrahlung durchlässig ist, aber im nahen Infrarot sperrt.4 ist der photoelektronische Empfänger, z. B. ein Photoelement mit hoher Empfindlichkeit in sichtbaren Bereich, und schließlich 5 die Richtung der einfallenden Strahlung.
• Die Wirkungsveine der erfindungsgemäßen Anordnung sei an Hand der Abb. 2 dargestellt.
• Die Kurve 6 zeigt die Durchlässigkeit eines UV-Filters. Der besseren Anschaulichkeit wegen ist die Durohlänzigkeit in umgekehrter Richtung aufgetragen als sonst üblich ist. Es ist daraus zu erseheng daß dieses Filter in wesentlichen in Bereich von 300 bis 400 im und von 700 bis 900 na durchlässig ist# wenn man beispielsweise die 10 % - Grenze betrachtet. Das Feld 7 stellt eine Schicht den Lewhtstoffs darg welche die durch senkrechte Pfeile 8 dargestellte 'UV-Strahlung in den sichtbaren Bereich von beispielsweise 450 bis 500 rm transforzierty was durch die Strahlung 9 dargestellt ist.
• Die Kurve 10 ist die Durchlänzigkeitskurve einen Filters, welchen erfindungsgemäß dem photoelektrischen Empfänger vorgeschaltet istg Man ersiehtg daß-die Infrarot-Strahlung 119 die noch von Filter 6 durchgelassen wirdy nunmehr von diesem Filter 10 abeorbiert wird.
• Kurve 12 zeigt die relative spektrale Empfindlichkeit einen Selen-Photo. elements , welchen keine UV-Empfindlichkeit zu besitzen braucht, aber in Bereich der Fluoreszenzstrahlung eine hohe Empfindlichkeit aufweist. Kurve 13 schließlich zeigt als das Ergebnis den erfindungsgemäßen Systems die Kurve der relativen spektralen Empfindlichkeit. Die Anordnung ist nur im BerdLch von 300 bis 420 um empfindlich und damit praktisch nur in Bereich des nahen UV. Insbesondere igt erfindungsgemäß die nach den bisher belannten Verfahren sonst vorhandene Empfindlichkeit in IR-Gebiet völlig unterdrückt. Durch Weiterführung des hier dargestellten Prinzips läßt sich auch ein photoelektrischer Empfänger konstruiereng welcher auch oder nur in kurzwelligen UV-Gebiet empftdlich ist.
• Erfindungsgemäß wird dazu vor die Oberfläche dnes oben beschriebenen UV-empfindlichen p#otoelektronischen Bauelemente eine dünne Schicht eines Leuchtstoffs gebrachty welcher durch kurzvellige UV-Strahlung angeregt wird und welcher langwelliges UV emittiert.
• Dieser UV-Leuchtstoff kann auf die Oberfläche eines oben beschriebenen Bauelements direkt aufgebracht werden und dabei die Oberfläche ganz oder nur teilweineg z. B. zur Hälfte bedecken.
• Der UV-Leuchtstoff kann andererseits auch auf einen anderen Trägerg insbesondere auf eine Quarzscheibe aufgebracht werden. Eine so präparierte Quarzscheibe kann fest mit den erfindungsgemäßen System verbunden werden oder auch getrennt benutzt werden. In letzteren Falle kann man ein photoelektronisches Systemp welches für langwellige UV-Strahlung empfindlich ist, durch Vorsetzen der präparierten Quarzscheibe wahlweise auch für kurzwellige UV-Strahlung verwenden.
• Der erfindungeagemäße Aufbau UV-empfindlicher photoelektronischer Systeme ist nicht auf die Verwendung von Photoelemente beschränkt» vielmehr können auch andere photoelektronische Bauelementeg insbesondere Photowideretände als Empfänger verwendet werden.
• Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die im Beispiel gezeigten Filter beschränktg sondern es können Filter anderer Durchlässigkeit verwendet verdeng sofern die erfindungsgemäße Arbeitsweise des Systems zu erreichen ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1) Photoelektronisches Systemp welches nur für UV-Strahlung empfindlich istp und aus einem plotoelektronischen Bauelement bestehtg dessen s#-ektrale Empfindlichkeit vorwiegend in sichtbaren Gebiet liegtg sowie einen Leuchtstoffp welcher UV-Strahlung in längerwellige Strahlung transformiertg für welche das photeelektronische Bauelement empfindlich istt dadurch gekennzeichnety daß mittels eines optischen Filterst welches für UV-Strahlung durchlässig istt die Strahlung in sichtbaren Gebiet absorbiert wird.
2. 2) Photoelektronischen System nach Anspruch 19 dadreh gekonnzeichnetg daß sich zwischen Leuchtstoff und photoelektronischem Bauelement ein optisches Filter befindetg welches für die Fluorenzenzstrahlung durchlässig ist und vom UV-Filter durchgelassene unerwünschte Strahlung absorbiert. 3) Photoelektronisches Systemp welchen für kurzwellige 'UV-Strahlung empfindlich isty dadurch gekennzeichnetg daß einen photoelektroniechen System nach Anspruch 1 oder 2 ein weiterer Leuchtstoff vorgeschaltet wird, welcher durch kurzvelliges UV anregbar ist und der mit langwelliger UV-Strahlung fluorenziertp für welche das System nach Anspruch 1 oder 2 empfindlich ist. 4) Photoelektronisches System nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet» daß der UV-fluorenzierende Leuchtstoff fest mit den photoelektronischen System verbunden ist und die ganze lichtelektrisch empfindliche Fläche oder nur einen Teil davon bedeckt. Photoelektronisches System nach Anspruch 3p dadurch gekennzeichnotg daß sich der UV.fluoranzierende Leuchtstoff auf einen Trägerg zo Be einer Quarzscheibe befindetg der nicht fest mit den photoelektronischen System verbunden ist. 6) Photoelektronischen System nach Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das photoelektronische Bauelement ein Photoelement ist. 7) Photoelektronischen System nach Ansprüche 1 bis 5v dadurch gekennzeichnetg daß das photoelektronische Bauelement ein Photowiderstand ist. 8) ehotoelektronisches System nach Ansprüche 1 bis 59 dadurch gekennzeichnety daß das photoelektronische Bauelement eine Photodiode ist. 9) Photoelektronisches System nach Ansprüche 1 bis 59 dadurch gekennzeichnet$ daß das photoelektronische Bauelement ein Phototransistor ist.