JPH02249928A - 受光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、レーザ光等のモニター装置、パワーメータ
、一般の測光装置に用いられる受光素子に関する。

【従来の技術】

従来、光センサの一種として、光電素子と称されるシリ
コンホトダイオード、ゲルマニウムホトダイオード等の
受光素子が知られている。 例えば第５図に示されるように、従来の受光素子１はケ
ース２の凹部内底面に配置された受光素子本体３と、こ
の受光素子本体３の受光面３Ａ側を覆うようにしてケー
ス２に取付けられた平行平面状の保護ガラス４とから構
成されている。 このような従来の受光素子１に測定光が入射するとき、
第６図に示されるように、入射光５の一部がｇＡ護ガラ
ス４の表面で反射され、残りが透過して受光素子本体３
の受光面３Ａに到達する。 受光素子本体３は光電変換を行い、入射光の光強度に応
じた光電流を出力する。

【発明が解決しようとする課題】

ここで、第６図に示されるように、保護ガラス４を透過
して受光素子本体３の受光面３４に到達した入射光の一
部は、該受光面３Ａにおいて反射され、更に保護ガラス
４の、受光面３Ａと対向する裏面４Ａに到達し、ここで
、一部が保護ガラス４を透過し、残部が反射されて再度
受光面３Ａに到達する。 保護ガラス４の裏面４Ａと受光素子本体３の受光面３Ａ
との間の、上記のような複数回の相互反射現象は、保護
ガラス４の表面に対する入射光５の入射角度θに依存し
て発生し、第７図に示されるように、受光素子本体３の
出力する光電流Ｉは、前記入射角度θに対応して波状に
変化するという問題点がある。 これは、入射光５がレーザ光のようなコヒーレントな光
線の場合、受光面３Ａに直接入射する光と裏面４Ａで反
射された後に受光面３Ａに入射する光の可干渉性が高い
ためである。 このような入射角度θに対する光電流■の角度依存性は
、受光素子本体３の受光面３Ａに受光された光と、更に
この受光面３Ａで反射されて後、再度保護ガラス４の裏
面４Ａで反射され、受光面３Ａに受光された光の光路差
及び位相差に基づくものであり、光路差が位相差と一致
する場合は、光電流Ｉが大きくなり、不一致の場合はそ
のずれに応じて光電流■が低下することになる。 これに対して、例えば特願昭６２−１８４９４２号に示
されるように、保護ガラス４の裏面４Ａあるいは表面を
サンドブラストにより粗面として、入射光がサンドブラ
スト面で拡散され、拡散光となって受光素子本体３の受
光面３Ａに入射するようにしたものがある。 このようにすると、保護ガラス４を透過した入射光は殆
ど拡散光となり受光面３Ａに入射する。 従って、保護ガラスと受光素子本体との間の複数回の層
の反射現象を有効に防止して、受光素子本体３が生起す
る光電流工の、入射光の入射角度による変化を抑制させ
ることができる。 しかしながら、上記のようにサンドブラストを施した面
は；無反射コーティングを施すことができないので、該
サンドブラスト面の反射率が高く、光電変換効率が低下
し、更に、第８図に破線で示されるように、光電流Ｉの
立上り及び立下り部分が鈍って、ユニホミテイが低下す
るという問題点が生じる。 又、上記のようにサンドブラストを施しても、入射光の
入射角度に対する受光素子の感度の角度依存性は解消さ
れない。 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
受光素子の感度の入射角度に対する依存性を低減させる
と共に、無反射コーティングを可能とし、保護ガラスに
おける反射率を低下させ、更に、受光素子の出力信号の
立上り及び立下りにおけるユニホミテイを改善すること
ができるようにした受光素子を提供することを目的とす
る。

【課題を解決するための手段】

この発明は、受光素子本体と、この受光素子本体の受光
面に対向して配置された光透過材料よりなる保護板と、
を備え、この保護板の前記受光素子本体側面を、受光面
と平行な面に対して１／１００以上の傾きをもった傾斜
平面として、受光素子を構成し上記目的を達成するもの
である。

【作用】

この発明においては、受光素子本体の受光面に対向して
配置された光透過材料よりなる保護板の、該受光素子本
体側の表面が、受光面と平行な面に対して１／１００以
上の傾きをもった傾斜平面とされているので、受光面か
ら反射され、該傾斜平面に到達し、ここで再度反射され
受光面に受光される光と、直接受光面に入射される光の
光路長差が、受光面上の各受光点で、ばらつきが生じて
可干渉性が除去され、従って、入射光の入射角度に応じ
て、光強度が波状に変化することがない。

【実施例】

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、受光素子１０を、受光素子本体１２と、
この受光素子本体１２の受光面１２Ａに対向して配置さ
れた保護ガラス１４と、を備え、このＩＮガラス１４の
前記受光面１２Ａ側の面、即ち裏面１４Ａを、受光面１
２Ａと平行な面に対して１／Ｚｏｏ程度の傾きをもった
傾斜平面としたものである。符号１１はケースを示す。 上記のように、受光面１２Ａと対向する保護ガラス１４
の裏面１４Ａを傾斜平面とすると、保護ガラス１４を透
過した入射光１６のうち、受光面１２Ａに入射する光と
、受光面１２Ａ及び保護ガラス１４の裏面１４Ａで反射
されてから受光面１２Ａに受光される反射光１８との光
路差が、受光面１２Ａ上における各受光点でばらつきが
生じ、反射光１８の裏面１４Ａへの入射角度に対して、
受光素子本体１２の光電流が、波状に変化しないことに
なる。 裏面１４Ａと受光面１．２Ａが平行な場合は、入射光１
６と反射光１８の受光面１２Ａへの光路差と、位相差と
の関係で可干渉性があり、従来は、入射角度に応じて光
電流工が波状に変形した。 即ち第３図に示されるように、厚さｄμｔの平行平面ガ
ラスの場合の入射光Ｉｎに対する透過率ＴはＴ＝　ｌ　
−Ｒｓｉｎ　７であり、光路差Δ＝２ｎ２ｄ　ｃｏｓθ
２、又位相差γ＝２π／λΔ（λ＝入射光の波長）とな
り、且つ、ｎ＋　／　ｎ２＝　ｃｏｓθ２／　ＣＯＳθ
１であるので、前記透過率Ｔは入射角度θ１によって異
なり、受光素子の感度が入射角度によって変化すること
になる。 本実施例では、光路差Δが、２５００Å以上となると、
第４図に示されるように、光電流Ｉの波状変形を完全に
解消することができた。 なお入射光１６のスポット径は、保護ガラス１４の裏面
１４Ａの表面層さによって異なるが、例えば表面層さが
０．２μｌの場合は、入射光１６のスポット径を０．５
φ以上とする必要がある。 上記実施例においては、保護ガラス１４の裏面１４Ａに
無反射コーティングを施すことができるので、該保護ガ
ラス１４の反射率を低減し、受光効率を高めることがで
きる。 又、第８図で実線に示されるように、受光素子の光電流
■の立上り及び立下り部の感度不良を低減して、受光素
子のユニホミテイを改善することができた。 なお上記実施例において、保護ガラス１４の裏面１４Ａ
の傾きは１／Ｚｏｏ程度としたが、本発明はこれに限定
されるものでなく、傾きが１／１００以上であればよい
。 但し、実用的には、傾き角度は、３０°以下とするのが
望ましい。 更に又、上記実施例は、保護ガラス１４により受光面１
２Ａを覆うようにしたものであるが、保護ガラス１４は
、要すれば、光透過性材料よりなり、受光面１２Ａを保
護できるものであればよい。 従って、合成樹脂製であってもよい。

【発明の効果】

本発明は上記のように構成したので、受光素子の出力信
号である光電流の波状変形を、受光効率を低下させなり
、ユニホミテイを低下させたりすることなく解消するこ
とができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る受光素子の実施例を示す断面図、
第２図は同実施例における入射光及び反射光の状態を示
す拡大断面図、第３図は平行平面ガラスへの入射光と反
射光との関係を示す略示断面図、第４図は同実施例装置
によって得られた光電流と入射光の入射角度との関係を
示す線図、第５図は従来の受光素子の構造を示す断面図
、第６図は同従来の受光素子における入射光及び反射光
の状態を示す拡大断面図、第７図は同従来の受光素子に
おける光電流と入射光の入射角度との関係を示す線図、
第８図は受光素子が出力する光電流の立上り、立下りを
示す線図である。 ０・・・受光素子、 ２人・・・受光面、 ４Ａ・・・裏面、 ８・・・反射光。 １２・・・受光素子本体、 １４・・・保護ガラス、 １６・・・入射光、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光素子本体と、この受光素子本体の受光面に対
   向して配置された光透過材料よりなる保護板と、を備え
   、この保護板の前記受光素子本体側の面を、受光面と平
   行な面に対して１／１００以上の傾きをもつた傾斜平面
   としたことを特徴とする受光素子。