DE2916770A1 - Abbildungsvorrichtung und -system - Google Patents
Abbildungsvorrichtung und -systemInfo
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Description
The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United
Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, Whitehall, London SWl, Großbritannien
Äbbildungsvorrichtung und -system
Die Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung und
ein Abbildungssystem sowie insbesondere einen Streifendetektor und ein System mit einem Streifendetektor.
Ein herkömmlicher Streifendetektor (vgl. z. B. GB-PS 1 488 258) hat einen Streifen aus photoleitendem Material
(z. B. Cadmium-Quecksilber-Tellurid) mit zwei Stroinelektroden,
von denen eine an jedem Ende des Streifens vorgesehen ist, um einen Vorstrom einzuspeisen. Zwischen diesen Elektroden
und nahe bei der zweiten Elektrode liegt eine Leseelektrode, die eine lokalisierte Abtast- oder Probenfläche
festlegt. Während des Betriebs wird eine -infrarote Szene auf den Streifen mittels einer System-Optik fokussiert, und
ambipolare Ladungsträger (das sind Elektronen- und Löcher-Paare in ladungsneutraler Kombination) werden entlang der
aktiven Länge des Streifens zwischen den beiden Stromelek-
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troden photoinduziert. Die photoinduzierten ambipolaren Ladungsträger haben ein Dichteprofil entsprechend der Stärke
des fokussierten Bildes. Bei anliegendem Vorstrom driften die ambipolaren Ladungsträger zur Abtastfläche, wo mittels
einer mit der Leseelektrode verbundenen Hilfs- oder Zusatz-Leseschaltung
ein elektrisches Signal als Maß der lokalen ambipolaren Ladungsträgerdichte*erzeugt wird, wobei dieses
Signal elektrisch das Bild darstellt.
Eine kontinuierliche Integrations-Betriebsart eines derartigen Streifendetektors wurde bereits erläutert (vgl.
GB-PS 1 488 258), bei dem das Bild entlang des Detektors mit einer Geschwindigkeit abgetastet wird, die an die mittlere
Wanderungs- oder Driftgeschwindigkeit der ambipolaren Ladungsträger
angepaßt ist. Auf diese Weise wird die ambipolare Ladungsträgerdichte kontinuierlich integriert, wenn der
Streifen abgetastet wird.
Alternativ wird bei einer gepulsten Betriebsart eines Streifendetektors
(vgl. GB-Patentanmeldung 45..995/77) ein stationäres Bild auf den Detektor fokussiert, und es wird erlaubt,
daß sich eine Steh-Verteilung der ambipolaren Ladungsträger ansammeln kann. Nach einer Ansammlungsperiode, die
nicht länger als die mittlere Minoritätsladungsträger-Lebensdauer
ist, wird ein gepulster Vorstrom angelegt, um die Ladungsträger zum Lesebereich zu schwemmen.
Die Lesebereich-Geometrien der oben erläuterten Vorrichtungen hängen von der Betriebsart, den physikalischen Parametern
des photoleitenden Materials {z. B. Ladungsträger-Beweglichkeit, Lebensdauer und Diffusion) und der Stromeinspeisung
sowie der System-Optik ab. Insbesondere können die Lese-
bereich-Geoitietrie und die zugeordnete Schaltung so aufgebaut
werden, daß sich eine optimale Bildauflösung ergibt. Das erhaltene elektrische Signal ist ein Maß der ambipolaren
Dichte, die über eine lokalisierte Abtastfläche gemittelt ist. Z. B. kann die Leseschaltung so aufgebaut
werden, daß sie die Leitfähigkeit zwischen der zweiten Elektrode und der Leseelektrode erfaßt; der Abstand dieser Elektroden
und die Streifenbreite bestimmen dabei eine Abtastfläche einer festen Geometrie. Alternativ kann jedoch
die Leseelektrode in der Form eines Diodenkontaktes ausgeführt sein, wobei abhängig von der Integrationsperiode-Kennlinie
der zugeordneten Leseschaltung eine gleichwertige oder äquivalente Abtastfläche vorhanden ist. Die äquivalente Abtastfläche
hat hier eine Abmessung "vt", wobei "v" die Geschwindigkeit der zur Diode geschwemmten Ladungsträger und
"t" die Integrationsperxode bedeuten. Für eine optimale Bildauflösung sind die Abtastflächen-Abmessungen jeweils nicht größer als
die Länge, über die ambipolare Ladungsträger thermisch zwischen der Erzeugung und Erfassung diffundieren. Wenn sich daher
die Zeit zwischen der ersten Erzeugung und Erfassung der Ladungsträger-Lebensdauer nähert, liegen die Abtastflächen-Abmessungen
insbesondere in der Größenordnung der ambipolaren Ladungsträger-Diffusionslänge. Wenn die Abmessungen des Lesebereiches
größer sind, wird die Auflösung geometrieabhängig, da Auflösung durch Mitteln über der Abtastfläche verloren
wird. Wenn die Abmessungen kleiner sind, ist die Auflösung diffusionsbegrenzt, da die Auflösung nunmehr von der Diffusionsverteilung
abhängt; und auch in diesem Fall ist das Ausgangssignal in nicht erforderlicher Weise verringert.
Bisher war es daher problematisch, daß die Auflösung durch die thermische Diffusion eng begrenzt war. Die Eigen-
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schäften der Vorrichtung sind (bisher) eingeschränkt, und
auch die Wahl geeigneter Materialien war auf Werkstoffe begrenzt, die sich durch kurze Diffusionslängen auszeichnen
.
Weiterhin hat die Wärmediffusion die Erzielung hoher Rauschabstände begrenzt. Es soll die in kontinuierlicher
Integration betriebene obige Vorrichtung untersucht werden. Deren Rauschabstand-Verhaiten kann mit einer herkömmlichen
linearen Anordnung diskreter Detektoren verglichen werden, deren jeder in Reihe abgetastet wird, wobei das Ausgangssignal
jedes Detektors über eine entsprechende einzelne Verzögerungsleitung summiert wird. Der Rauschabstand der
Summe von "n" Bauelementen ist um den Faktor τ/η besser
als der Rauschabstand eines einzigen Bauelements. Entsprechend kann der Streifendetektor als die Summe von "n" Ersatzbauelementen
aufweisend aufgefaßt werden, wobei "n" abhängig von der Geometrie der Vorrichtung festgelegt ist
durch:
η = 2L/1 = 2L/if ,
mit L = Streifenlänge zwischen erster und zweiter Elektrode,
1 = Abtastflächen-Abmessung, und
d* = ambipolare Ladungsträger-Diffusionslänge.
Infrarot-Systeme wurden für 3 bis 5 ,um- und 8 bis 14 ,um-
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Band-Anwendungen entwickelt. Zur Erzielung eines guten Rauschabstandes bei kleinen Raumfrequenzen Cd. h. entsprechend
Bildern großer Objekte) sind lange Ladungsträger-Lebensdauern erforderlich, wobei dies jedoch mit der
angestrebten guten räumlichen Auflösung in Widerspruch ist, da die Diffusionslänge proportional zur Quadratwurzel der
Lebensdauer ist. Lange Ladungsträger-Lebensdauern sind in Cadmium-Quecksilber-Tellurid verfügbar, das bei ca. 200 °K
für einen 3 bis 5 ,um-Bandbetrieb arbeitet. Infolge der schlechten räumlichen Auflösung (L * 60 ,um) ist es daher
bisher nicht möglich, voll die verbesserten Rauschabstände auszunutzen, die die langen Lebensdauern ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung hat:
Einen länglichen Streifen aus Halbleitermaterial, das Photoladungsträger erzeugen kann, wenn ein optisches Strahlungsbild
darauf fokussiert wird,
eine erste und eine zweite Elektrode, die auf dem Streifen beabstandet sind, um durch den Streifen einen Vorstrom
zu schicken, und
eine dritte Elektrode zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, um ein Maß einer lokalen Photoladungsträger-Dichte
erfassen zu können,
wobei zwischen der ersten und der zweiten Elektrode der Streifen so ausgebildet ist, daß im Betrieb die Photoladungsträger
in einem Strömungsweg driften, in dem die Diffusions-Streuung in einer Längsrichtung auf eine Streuung
begrenzt ist, die im wesentlichen kleiner als die Diffusionslänge des
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C _
Materials ist.
Selbstverständlich umfaßt ein optisches Strahlungsbild auch ein infrarotes Strahlungsbild.
Der Streifen kann in seiner Struktur durch die Anordnung
mehrerer eng beabstandeter dünner Doppelkamm-Schlitze oder-Rillen angepaßt werden, die sich abwechselnd von entgegengesetzten
Seiten des Streifens erstrecken, wobei der Abstand zwischen abwechselnden Schlitzen kleiner als die
Diffusionslänge ist. Vorzugsweise liegen die mehreren Schlitze in einem Endbereich des Streifens neben der zweiten
Elektrode. Weiterhin können mehrere Schlitze zwischen der ersten Elektrode und dem Endbereich vorgesehen werden,
wobei sich der Abstand zwischen diesen Schlitzen schrittweise verringert, um an den engen Abstand der Endschlitze
angepaßt zu werden.
Alternativ kann der Streifen mit zahlreichen, zwischen der ersten und der zweiten Elektrode liegenden und gleich
beabstandeten Schlitzen versehen werden, die sich abwechselnd von entgegengesetzten Seiten des Streifens erstrecken,
wobei der gleichmäßige Abstand kleiner als die Diffusionslänge ist.
Die Vorrichtung kann so aufgebaut sein, daß sie im kontinuierlichen
Integrationsbetrieb arbeiten kann, oder sie kann so aufgebaut sein, daß sie im gepulsten Betrieb arbeiten
kann. Bei einem Aufbau für einen kontinuierlichen Integrationsbetrieb kann die Vorrichtung in einem System enthalten
sein, das auch eine Optik zum Abtasten eines Bildes entlang der Länge der Vorrichtung und eine Stromquelle zum Driften
der Photoladungsträger mit einer vorbestimmten Geschwin-
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'©AD ORIGINAL
digkeit entlang des Driftweges aufweist, wobei die vorbestiinmte
Geschwindigkeit so eingestellt ist, daß im Betrieb die Bildgeschwindigkeit und das die mittlere Geschwindigkeitskomponente
der vorbestimmten Driftgeschwindigkeit, die parallel zur Länge des Streifens aufgelöst ist, im wesentlichen
so angepaßt sind, daß die Photoladungsträger-Dichte kontinuierlich in Übereinstimmung mit dem abgetasteten Bild
integriert wird.
Auf diese Weise diffundieren die Photoladungsträger frei lediglich in der Richtung des Driftweges. Eine Diffusion
senkrecht zum Driftweg kann geometrisch begrenzt werden, und in jedem Fall ist die Diffusions-Streuung in einer
Längsrichtung, d. h. die parallel zur Länge des Streifens aufgelöste Komponente der Diffusion, hier kleiner als der
Diffusionslängen-Kennwert des Materials.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Streifendetektors zum Widerstandslesen,
Fig. 2 eine Vordersicht des in Fig. 1 dargestellten Detektors,
Fig. 3 eine Draufsicht des Endbereiches eines zum Diodenlesen aufgebauten Streifendetektors,
Fig. 4 eine Vordersicht des Endbereiches des in Fig. 3 dargestellten Detektors,
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Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Abbildungssystems mit dem Detektor
der Fig. T und 2 oder 3 und 4 für einen kontinuierlichen Integrations-
und
Fig. 6 eine Draufsicht eines Streifendetektors nach einem anderen Ausführungsbeispiel.
In den Fig. 1 und 2 hat ein Streifendetektor 1 ein Substrat 3 aus einem photoleitenden Halbleitermaterial
(z. B. Cadmium-Quecksilber-Tellurid) in der Form eines länglichen Streifens einer Breite "w" und einer Dicke
"t". Das Substrat liegt auf einem Träger 4 aus einem isolierenden Material, wie z. B. Saphir. Entlang der Länge
des Streifens sind zwei beabstandete Stromelektroden 5/ 7 vorgesehen, die um eine Entfernung "L" getrennt
sind. Diese können die Form von Metallfilmkontakten (z. B. Gold) haben, die auf die Substratfläche aufgetragen
sind. Zwischen den Stromelektroden 5, 7 sind zahlreiche offenendige, dünne Doppelkamm-Schiitze A., A2, ... A
einer Breite "s" vorgesehen, die sich abwechselnd von entgegengesetzten Seiten des Substrates 3 erstrecken und
periodisch von Mitte zu Mitte um eine Entfernung "y" beabstandet sind, wobei y kleiner als die Diffusionslänge
ist. Die Schlitze A1, A2, ... A lassen so eine genau festgelegte
Schlangenlinien-Struktur 13 zurück, die zwischen den Eingangselektroden 5 und 7 einen Driftweg einer im
Vergleich mit dem Elektrodenabstand L merklich gesteigerten Länge bildet. Der so erzeugte Driftweg durchsetzt die
Breite des Streifens, und die Steigerung in der Weglänge
ist - wenigstens in einem mikroskopischen Maßstab - überall
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entlang des Streifens zwischen den Elektroden 5 und 7
gleichmäßig. Die Steigerung in der Weglänge kann durch einen Faktor "f" quantitativ angegeben werden, der aus
dem Verhältnis der Länge "P" des mäanderförmigen Driftweges zur Länge "L" zwischen den Elektroden erhalten
wird:
f = P/L & w/y .
Die Schlitze können z. B. durch Ätzen hergestellt werden. Andere Techniken, wie z. B. die bei der Säge-Herstellung
verwendete Technik, können benutzt werden; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß Oberflächenfehler
RekombinationsZentren für die Elektronen und Löcher bilden
und so die Ladungsträger-Lebensdauer herabsetzen. Durch derartige Techniken erzeugte oberflächennahe Fehler
sollten daher z. B. durch einen zusätzlichen Ätzschritt entfernt werden. Da die Schlitze einen toten Raum darstellen,
ist es auch wünschenswert, daß deren Breite "s" innerhalb praktischer Grenzen auf einem Mindestwert gehalten
wird, um dadurch den aktiven Flächeninhalt der übrigen Substratfläche zu optimieren.
Das Widerstandslesen wird durch eine Leseelektrode 9 aus z. B. einem Gold-Metallfiim erleichtert, der in
der Nähe der zweiten Stromelektrode 7 vorgesehen ist. Die Leseelektrode kann z. B. aus einem Gold-Metallfilm
bestehen, der einen transparenten Teil aufweist, der teilweise das Substrat überlappt, wobei sich der Rest der
Elektrode auf dem Träger 4 erstreckt. Die Leseelektrode 9 und die zweite Elektrode 7 dazwischen bilden eine Abtastflache
10 mit fester Geometrie. Wenn diese Elektroden mit einer (nicht dargestellten) Susats-Leseschaltung
verbunden sind, kann ein Maß der lokalen amb!polaren Ladungsträgerdichte,
z. B. die Leitfähigkeit, die über der Fläche 10 gemittelt ist, erfaßt werden.
Alternativ kann ein Diodenlesen vorgesehen werden, wie dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. In diesem Fall
ist ein Leseabgriff in der Form einer Diodenelektrode 9'
auf dem Substrat 3 in der Nähe der zweiten Eingangselektrode 7 gebildet. Die Diode kann z. B. durch eine p-Diffusion
oder Ionenimplantation gebildet werden, wenn der Halbleiter aus leichtdotiertem η-Material besteht. Im Betrieb
erzeugt die mit den Elektroden 9' und 7 verbundene Zusatz-Leseschaltung
eine Sperrspannung für die Diode. Die Integrationszeit "T" der Zusatz-Schaltung legt das Ausmaß der
Ersatzfläche 10' fest, die durch die und in der Nähe der Diodenelektrode
91 gebildet ist. Die Diode erzeugt einen Signalstrom
als Maß der lokalen ambipolaren Ladungstragerdxchte, wenn Mxnorxtätsladungsträger über die Dioden-Zwischenfläche
geschwemmt werden. Es kann angenommen werden, daß die Diode eine wirksame Abtastfläche mit einer charakteristischen
Dimension oder Abmessung "VT" ausschwemmt, wobei "V" die Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger zur Diode 9' bedeutet
.
Wenn ein Bild einer optischen Strahlungsszene auf die Substratfläche fokussiert wird, werden ambipolare Photoladungsträger
photoinduziert, und es entsteht ein Dichteprofil entlang des Streifens. Wenn ein Vorstrom durch den Streifen
zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 7 fließt, driften die Ladungsträger entlang des mäanderförmigen Driftweges,
der durch die Schlangenlinien-Struktur 13 festgelegt ist. Die Ladungsträger sind frei, in der Richtung dieses Weges zu diffundieren.
Jedoch ist senkrecht zu diesem Weg, d. h. in einer
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Längsrichtung, die Diffusion durch die Ablenkung an den Struktur-Seiten begrenzt. Auf diese Weise ist die maximale
Diffusionsstreuung auf weniger als die charakteristische Diffusionslänge um ca, einen Faktor 1/f eingeschränkt.
Ein Bilddetektor-System ist in Fig. 5 gezeigt und hat zusätzlich zum Detektor 1 eine Optik 21, eine Vorstromquelle
23 und eine Lese-Schaltung 25. Die Optik ist so angeordnet, daß sie ein Bild einer optischen Strahlungsszene
"S" auf den Streifendetektor fokussiert. Wenn das System im kontinuierlichen Integrationsbetrieb arbeitet,
hat die Optik 21 eine Abtasteinrichtung, wie z. B. einen umlaufenden Spiegel 27. Auf diese Weise kann ein
Bild der Szene bei einer Geschwindigkeit "u" entlang der Länge des Streifendetektors 1 abgetastet werden. Wenn ein
Vorstrom am Streifendetektor 1 über die Elektroden 5 und 7 liegt, driften die photoinduzierten Ladungsträger entlang
des mäanderförmigen Driftweges zur Abtastfläche des Streifens mit einer Geschwindigkeit "v". Die mittlere Geschwindigkeit
"u", mit der die Photoladungsträger von der Elektrode 5 zur Elektrode 7 in der Richtung parallel zur
Länge des Streifens driften, ist daher etwas kleiner und gegeben durch:
u1 - (1/f) · v.
Um zu gewährleisten, daß die Ladungsträger-Ladung in Übereinstimmung mit dem sich bewegenden Bild integriert
wird, sind die Abtastgeschwindigkeit u und die mittlere Ladungsträger-Geschwindigkeit u1 durch Einstellen der Abtasteinrichtung,
des Vorstromes oder von beiden angepaßt.
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Daher gilt bei der Einstellung:
Beispiele für das Material, die physikalischen Parameter und vorteilhafte Abmessungen werden im folgenden gegeben:
Material: Leicht dotiertes n—leitendes Cadmium-Quecksilber-Tellurid
mit einer Zusammensetzung, die eine Grenzwellenlänge von 4 ,um bei 193 0K ergibt (ungefähre Zusammensetzung
Cd OQHgn -,,,Te). Mit einer Nenn-Ladungsträgerdichte
von 5 · 10'^ cm~3 ergeben sich eine Überschuß-Ladungsträger-Lebensdauer
von ungefähr 20 ,us, eine Minoritäts-Löcher-Be-
/ 2—1—1
weglichkeit von ungefähr 200 cm V s und eine ambipolare
Ladungsträger-Diffusionslänge von ungefähr 80 ,um.
Betriebsart: Kontinuierliche Integration
Dicke t = 5 ,um
Länge L = 1,6 · 103 ,um
γ = 20 ,um
w = 60 ,um
s = 8 ,um
Nennauflösung: 60 ,um
Datenfluß: 4,5 · 105
3 — 1 Abtastgeschwindigkeit "u": 2,7 · 10 cm s
Vorstrom-Änsteuerspannung: 19V
Erhöhung des Rauschabstandes im Verhältnis mit einem diskreten Bauelement um einen Faktor 3.
Betriebsart: Gepulst
Dicke t = 5 ,um
Dicke t = 5 ,um
$'0084 5/08
Länge L = 300 ,um
y = 20 ,um
w= 60 ,um
s= 8 ,um
Nennauflösung: 60 ,um
Anzahl der Auflösungselemente: 5 Speicherungszeit: 20 ,us
Nennauflösung: 60 ,um
Anzahl der Auflösungselemente: 5 Speicherungszeit: 20 ,us
Impulsdauer: 2 ,us
Spitzen-Ansteuerspannung beim Lesen: 26 V.
Es können herkömmliche Techniken zum Vorbereiten dünner photoleitender Detektoren mit passivierten Oberflächen einer
geringen Oberflächen-Rekombinationsgeschwindigkeit verwendet werden. Die Form der Vorrichtung kann mittels photolithographischer
Techniken und Ätzen mittels 10 % Brom: Methanol oder 10 % Brom: Äthylenglykol bestimmt werden.
In der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung 1' ist ein Endbereich
R^ des Streifens 3 neben der zweiten Elektrode 7 mit mehreren eng beabstandeten Schlitzen A versehen, die
sich abwechselnd von entgegengesetzten Seiten des Streifens erstrecken. Diese Schlitze A sind jeweils um eine Entfernung
kleiner als die charakteristische Diffusionslänge beabstandet·
Verschieden vom oben erläuterten Aufbau sind die eng beabstandeten Schlitze lediglich vorgesehen, wenn die Diffusionsstreuung
der Photoladungsträger einen merklichen Wert erreicht. Die Steigerungen im Gesamtwiderstand und in der Gesamtverlustleistung
aufgrund einer erhöhten Strömungsweglänge sind so im Vergleich mit den Steigerungen im Widerstand und in der Verlustleistung
der oben beschriebenen Vorrichtung verringert. In einem Zwischenbereich R zwischen dem iEndbereich R^
und der ersten Elektrode 5 sind weitere Schlitze A1, A2, ...
eingeführt. In ähnlicher Weise erstrecken sich diese abwech-
908845/0844
"7 -
selnd von entgegengesetzten Seiten des Streifens 3. Der Abstand
zwischen aufeinanderfolgenden Schlitzen in diesem Bereich
weicht von einem Paar der aufeinanderfolgenden Schlitze zum nächsten Paar ab, und die Größe dieses Abstandes ist
schrittweise verringert, um gegebenenfalls an den engen Abstand der Schlitze A im Anschlußbereich R„ angepaßt zu sein.
Auf diese Weise wird die mittlere'Abweichung der Ladungsträger-Geschwindigkeiten
verringert. Dies wird weiter durch Formen des Streifens 3 erleichtert. So hat in Fig. 6 der geschlitzte
Streifen 3 keine rechtwinkligen Ecken; diese wurden durch Ätzen entfernt. Im Mittenbereich ist die Mäander-Weg-Breite
schrittweise und glatt spitzzulaufend, während sie im Anschlußbereich entweder schrittweise spitzzulaufend oder etwa
von konstanter Breite (wie dargestellt) ist.
#) End- oder
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BAD ORIGINAL
e e r s e
ite
Claims (7)
- Ansprüche
- 2.einem länglichen Streifen aus Halbleitermaterial, das Photoladungsträger erzeugen kann, wenn darauf ein optisches Strahlungs-bild fokussiert wird,einer ersten und einer zweiten Stromelektrode, die beabstandet sind und auf dem Streifen liegen, um einen Vorstrom durch den Streifen zu schicken, undeiner Leseelektrode auf dem Streifen zwischen der ersten und der zweiten Stromelektrode,gekennzeichnetdurcheine Sperreinrichtung (A^, A~, - -· A11; A) zum teilweisen Teilen des VDlxnnens des Streifens {3) ,so daß die Diffusion der Photoladungsträger in der Längsrichtung von der ersten Stromelektrode i5) zur zweiten Stromelektrode (7) auf eine Streuung im wesentlichen kleiner als der Diffusionslängen-Kennwert des Materials begrenzt ist.Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß die Sperreinrichtung mehrere beabstandete dünne Doppelkamm-Schlitze (A.., A2, .·. A. ^; A) aufweist, die sich abwechselnd von entgegengesetzten Seiten des Streifens (3) erstrecken.293-(JX 5411/Ό5)-Xo-E803845/08U
- 3. Abbildungs.vorrichtung. nach—An-sp-r-uGh-·2,-· - - - - ■dadurch gekennzeichnet,daß die Schlitze (A. , A2 , . . . A...) gleich längs der Länge des Streifens (3) beabstandet sind.
- 4. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Schlitze (A) in einem End- oder Anschlußbereich (ILj1) des Streifens (3) vorgesehen sind.
- 5. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durchmehrere zweite dünne Doppelkamm-Schlitze (A1, A~, ... A), die sich abwechselnd von entgegengesetzten Seiten des Streifens (3) erstrecken und in einem Zwischenbereich (R ) des Streifens (3) vorgesehen sind, wobei jeder Schlitz (A1, A2, ...A) in diesem Zwischenbereich (R } vom nächsten Schlitz beabstandet ist und dieser Abstand schrittweise abnimmt, um den Abstand der Schlitze (A) im End- oder Ansehiußbereich (Rp) anzupassen.
- 6. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß der Streifen (3) so geformt ist, daß ein Weg (13) von ungefähr konstanter Breite entsteht, der zwischen den abwechselnden Schlitzen (A1, A2, ... A1.; A) mäanderförmig verläuft.
- 7. Abbildungssystem, mit
einer Abbildungsvorrichtung,einer Pokussiereinrichtung zum Fokussieren eines Bildes auf die Abbildungsvorrichtung,909845/0844PRlGlNSAL INSPECTEDeiner Abtasteinrichtung zum Abtasten des fokussierten Bildes in einer Längsrichtung entlang der Länge der Abbildungsvorrichtung,einer Steuereinrichtung zum Erzeugen eines kontinuierlich durchlaufenen Stromes der in der Abbildungsvorrichtung gebildeten Photoladungsträger, undeiner mit der Abbildungsvorrichtung zusammenwirkenden Leseeinrichtung zum Erzeugen eines Maßes einer Größe der Photoladungsträger-Dichte in dem Bereich der Abbildungsvorrichtung,dadurch gekennzeichnet,daß die in der Abbildungsvorrichtung (1) erzeugten Photoladungsträger zur Bewegung in einen mäanderförmigen Weg (13) gezwungen sind, so daß die Photoladungsträger-Diffusion in einer Längsrichtung auf eine Streuung kleiner als der Diffusionslängen-Kennwert des Materials der Abbildungsvorrichtung (1) begrenzt ist, unddaß die Steuereinrichtung (23) auf die Photoladungsträger eine mittlere Längskomponente der Geschwindigkeit übertragen kann, die gleich ist der Geschwindigkeit des abgetasteten Bildes.
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US5010251A (en) * | 1988-08-04 | 1991-04-23 | Hughes Aircraft Company | Radiation detector array using radiation sensitive bridges |
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FR2765730B1 (fr) * | 1997-07-04 | 2001-11-30 | Thomson Csf | Composant hybride semiconducteur |
Citations (1)
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-
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Patent Citations (1)
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