DE3929845C2

DE3929845C2 -

Info

Publication number: DE3929845C2
Application number: DE19893929845
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr. 8039 Puchheim De Mueller; Hans Dr. 8060 Dachau De Poisel; Ernst-August Dipl.-Ing. 8028 Taufkirchen De Seiffarth; Gert Dr. 8000 Muenchen De Trommer
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1993-02-11
Also published as: DE3929845A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wellenlängenbestimmung von optischer Strahlung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for determining the wavelength of optical radiation according to the preamble of claim 1.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 30 30 210 entnehmbar. Mit ihr ist es aber nicht möglich, einen großen Dynamikbereich zu umfassen, wie es beispielsweise im Einsatz von Laserwarnempfängern erforderlich ist.Such a device can be found in DE-OS 30 30 210. However, it is not possible to cover a wide dynamic range with it, as required, for example, when using laser warning receivers is.

Durch die DE-OS 24 17 411 und DE-OS 23 02 055 ist es bekannt geworden, eine Wellenlänge dadurch zu bestimmen, daß den Detektoren Filter vorgeschaltet werden. Für eine Verwendung bei Laserwarnempfängern sind auch diese Einrichtungen nicht geeignet.From DE-OS 24 17 411 and DE-OS 23 02 055 it has become known determine a wavelength by placing filters in front of the detectors will. Also for use with laser warning receivers these facilities are not suitable.

Weiterhin sind zur Wellenlängenbestimmung solcher Strahlung Spektrometer, vorwiegend mit Gitter oder Prisma und sogenannte Fabry-Perot-Geräte bekannt. Hierbei handelt es sich bekanntlich um dispergierende Geräte, die das Licht spektral zerlegen und auf einen Foto-Detektor oder ein Detektor-Array abbilden.Furthermore, spectrometers for determining the wavelength of such radiation are predominantly with grating or prism and so-called Fabry-Perot devices known. As is well known, these are dispersing devices, which spectrally split the light and onto a photo detector or a detector array depict.

Durch die DE 31 24 238 A1 ist eine strahlungsempfindliche Halbleiteranordnung in Form einer Quadrantendiode bekannt geworden, die aus mehreren gleichrichtenden Übergängen besteht, wobei diese Übergänge mit Hilfe von Schaltungselementen gesperrt gehalten werden können.DE 31 24 238 A1 is a radiation-sensitive semiconductor arrangement in the form of a quadrant diode made up of several rectifying transitions, these transitions using can be kept locked by circuit elements.

Viele dieser Meßgeräte sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie entweder nach einem Abtast- bzw. Scan-Verfahren arbeiten, wie beispielsweise die Fabry-Perots, und daher hier zur Erfüllung der nachstehend angegebenen Aufgabe nicht verwendbar sind, oder sie müssen ausgangsseitig das komplette Spektrum gleichzeitig, zeilenweise detektieren.However, many of these measuring devices have the disadvantage that they either work according to a scanning method, such as the Fabry-Perots, and therefore here to fulfill the below Task are not usable, or they must be on the output side Detect the entire spectrum simultaneously, line by line.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung unmittelbare der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Bestimmung der Wellenlänge ermöglicht - also auch, wenn nur ein kurzer Einzelpuls zur Verfügung steht -, die einen bestimmten spektralen Bereich, lückenlos abdeckt und die einen großen Dynamikbereich aufweist.The present invention has for its object a direct facility of the type mentioned at the beginning to create a provision the wavelength enables - even if only a short single pulse is available - that has a certain spectral range, completely covers and the has a large dynamic range.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen in überraschend einfacher Weise gelöst. Eine Weiterbildung ist in dem Unteranspruch aufgezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert. Die Figuren der Zeichnung ergänzen diese Erläuterungen. Es zeigtThis object is achieved by the measures indicated in claim 1 solved surprisingly simple way. Further training is in the subclaim is shown and in the description below is a Exemplary embodiment explained. The figures in the drawing complement this Explanations. It shows

Fig. 1 ein Diagramm bezüglich des Verhältnisses Empfindlichkeit/Wellen länge verschiedener Detektortypen, Fig. 1 is a diagram regarding the relationship sensitivity / wave length different types of detectors,

Fig. 2 ein Diagramm bezüglich des Verhältnisses Übertragung/Wellenlänge mit Transmissionskurven geeigneter Filter, Fig. 2 is a diagram regarding the relationship transmission / wavelength with a suitable filter transmission curves,

Fig. 3 ein Diagramm bezüglich der Empfindlichkeitsverläufe für eine Si-PIN-Diode mit und ohne Filter sowie deren Differenzsignal, Fig. 3 is a graph relating to the sensitivity curves for a Si-PIN diode with and without filters as well as their difference signal,

Fig. 4 ein Schemabild einer Quadrantendiode mit unterschiedlich spektraler bzw. absoluter Empfindlichkeit der einzelnen Quadranten. Fig. 4 is a schematic image of a quadrant diode with different spectral or absolute sensitivity of the individual quadrants.

In den Fig. 1 bis 3 sind modellhaft verschiedene Diagramme gebracht, die vor Augen führen, wie in einfachster Art und Weise ein relativ großer spektraler Bereich, auch wenn nur ein kurzer Einzelimpuls vorliegt, abgedeckt und die Wellenlänge aus der Differenz oder dem Verhältnis der Fotoströme genau bestimmt werden kann. In Figs. 1 to 3 model various diagrams are brought to keep in mind how, even if only a short single pulse is present, covered in einfachster manner, a relatively large spectral range, and the wavelength of the difference or the ratio of the photocurrents can be determined exactly.

In der Fig. 4 ist nun das Ausführungsbeispiel skizziert, das insbesondere der Forderung nach erweiterter Dynamik Rechnung trägt und eine störungsfreie Wellendetektion von Licht ermöglicht. Hier wird eine Quadrantendiode eingesetzt, deren Sektoren 1 bis 4 unterschiedlich Spektral bzw. absolut empfindlich sind. Das Quadrantenpaar 1 und 2 gibt die Wellenlänge im Normalbereich, das Quadrantenpaar 3 und 4, das mit Neutralfilter um "n" DB - im Beispiel gemäß der Fig. 4 sind es 20 dB - gedämpft ist, die Wellenlängen für Bestrahlungsstärken, die die Quadranten 1 oder 2 übersteuern. Störungen durch Hintergrundlicht können durch ein Hochpaßfilter eliminiert werden, da dieses Hintergrundlicht bekanntlich niederfrequent ist. Mittels eines nachgeordneten Rechners wird die Wellenlänge aus der Differenz oder dem Verhältnis der Fotoströme in bekannter Weise bestimmt.In FIG. 4, the embodiment is now outlined, which has in particular the requirement for extended dynamic calculation and allows a trouble-free wave detection of light. A quadrant diode is used here, the sectors 1 to 4 of which are differently spectrally or absolutely sensitive. The quadrant pair 1 and 2 gives the wavelength in the normal range, the quadrant pair 3 and 4 , which is attenuated by "n" DB with a neutral filter - in the example according to FIG. 4 it is 20 dB - the wavelengths for irradiance levels which the quadrants 1 or override 2 . Interference from background light can be eliminated with a high-pass filter, as this background light is known to be low-frequency. The wavelength is determined in a known manner from the difference or the ratio of the photo currents by means of a downstream computer.

Durch die vorgeschlagene Einrichtung ist nun eine Wellenlängenbestimmung so wesentlich vereinfacht worden, daß ihr Einsatz auch in größeren Stückzahlen erfolgen kann und auch unter ungünstigen Umweltbedingungen wirtschaftlich möglich ist.The proposed device now enables wavelength determination have been simplified so much that their use even in larger ones Quantity can take place and also under unfavorable environmental conditions is economically possible.

Claims

1. Device for determining the wavelength of optical radiation, with a photoelectric device which supplies a plurality of photo streams, and with a computer which is arranged downstream of the photoelectric device and which determines the wavelength of the optical radiation from the difference or the ratio of the photo streams, characterized in that
that the photoelectric device is a quadrant diode with a first ( 1 ), a second ( 2 ), a third ( 3 ) and a fourth ( 4 ) sector,
that a neutral filter is provided with which the third and fourth sectors ( 3, 4 ) are damped by a certain amount, and
that the four sectors ( 1, 2, 3, 4 ) differ in their spectral and absolute sensitivity such that the wavelength of optical radiation can be determined from the photocurrents of the first and second sectors ( 1, 2 ), their intensity in a normal range lies, and from the photo streams of the third and fourth sectors ( 3, 4 ) the wavelength of optical radiation can be determined, the intensity of which is so high that it overdrives the first and second sectors ( 1, 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the Quadrant diode to suppress background light using a high-pass filter assigned.