JPH081961B2 - ビーム位置検出器 - Google Patents
ビーム位置検出器Info
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- JPH081961B2 JPH081961B2 JP8581893A JP8581893A JPH081961B2 JP H081961 B2 JPH081961 B2 JP H081961B2 JP 8581893 A JP8581893 A JP 8581893A JP 8581893 A JP8581893 A JP 8581893A JP H081961 B2 JPH081961 B2 JP H081961B2
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- electrodes
- electrode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１つまたは複数の入射
ビームの位置を検出するために使用されるビーム位置検
出器に関する。このビーム位置検出器は、光演算や光通
信の分野における光接続のような多くの応用に有効であ
る。本発明のビーム位置検出器は、１つまたは複数の高
エネルギー粒子の位置検出が行われる、高エネルギー実
験システムや宇宙分野の応用に使用される。
ビームの位置を検出するために使用されるビーム位置検
出器に関する。このビーム位置検出器は、光演算や光通
信の分野における光接続のような多くの応用に有効であ
る。本発明のビーム位置検出器は、１つまたは複数の高
エネルギー粒子の位置検出が行われる、高エネルギー実
験システムや宇宙分野の応用に使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビーム・スポットの位置を検出す
るために、異なった種類の光ビーム位置検出器が構成さ
れてきた。それらの多くは、半導体の”Ｌａｔｅｒａｌ
Ｐｈｏｔｏ−Ｅｆｆｅｃｔ”に基づいて１つの入射ビ
ームを検出するものである。このようなものでは、均一
な抵抗層を有するシリコン製の光ビーム位置検出器が市
販されている。均一な抵抗層を有するこの種のビーム位
置検出器は、各入射位置に依存する光電流の分割に基づ
いて位置を検出している。図３に従来の光ビーム位置検
出器の断面図を示す。この検出器は、ｐ−ｉ−ｎ構造１
０、均一な抵抗層１１、オーミック・コンタクト９、電
極１２および１３により構成される。光または高エネル
ギー粒子１４が検出器に入射すると、この粒子は空乏域
に吸収され、光励起電流ＩO を生成する。この光励起電
流ＩO は、入射位置１５と、電極コンタクトとの間の抵
抗層の抵抗に基づいて、２つの電極１２，１３により集
められる。図３に示すように、ｎ型層の表面上部にある
２つの対向コンタクトは、電流Ｉ1 とＩ2 を集める。こ
れら電流は、次式に示すように検出器の応答から取り出
される入射ビーム１４の位置であるＸp に関連する。
るために、異なった種類の光ビーム位置検出器が構成さ
れてきた。それらの多くは、半導体の”Ｌａｔｅｒａｌ
Ｐｈｏｔｏ−Ｅｆｆｅｃｔ”に基づいて１つの入射ビ
ームを検出するものである。このようなものでは、均一
な抵抗層を有するシリコン製の光ビーム位置検出器が市
販されている。均一な抵抗層を有するこの種のビーム位
置検出器は、各入射位置に依存する光電流の分割に基づ
いて位置を検出している。図３に従来の光ビーム位置検
出器の断面図を示す。この検出器は、ｐ−ｉ−ｎ構造１
０、均一な抵抗層１１、オーミック・コンタクト９、電
極１２および１３により構成される。光または高エネル
ギー粒子１４が検出器に入射すると、この粒子は空乏域
に吸収され、光励起電流ＩO を生成する。この光励起電
流ＩO は、入射位置１５と、電極コンタクトとの間の抵
抗層の抵抗に基づいて、２つの電極１２，１３により集
められる。図３に示すように、ｎ型層の表面上部にある
２つの対向コンタクトは、電流Ｉ1 とＩ2 を集める。こ
れら電流は、次式に示すように検出器の応答から取り出
される入射ビーム１４の位置であるＸp に関連する。
【０００３】
【数１】
【０００４】ここでＲは抵抗層１１の全抵抗であり、Ｒ
A とＲB は入射位置１５から各電極１２および１３への
抵抗層１１の抵抗である。図３に示す通り、もし抵抗層
の抵抗が均一ならば上記式は以下のように表される。
A とＲB は入射位置１５から各電極１２および１３への
抵抗層１１の抵抗である。図３に示す通り、もし抵抗層
の抵抗が均一ならば上記式は以下のように表される。
【０００５】
【数２】
【０００６】これらの式において、２Ｌは２つの電極間
の距離であり、ＸA は入射点１５から電極１２の中心ま
での距離、ＸB は入射点１５から電極１３の中心までの
距離、Ｘp は検出器の中心から入射点１５までの距離で
ある。また、光励起電流ＩO は、次式で与えられる。
の距離であり、ＸA は入射点１５から電極１２の中心ま
での距離、ＸB は入射点１５から電極１３の中心までの
距離、Ｘp は検出器の中心から入射点１５までの距離で
ある。また、光励起電流ＩO は、次式で与えられる。
【０００７】
【数３】
【０００８】ここでｑは電荷を、ηは量子効率を、Ｐ0
はビーム入射パワーを、ｈはプランク定数を、νは励起
周波数をそれぞれ示している。単一ビーム励起に使用で
きる従来のビーム位置検出器では、Ｉ1 およびＩ2 はＩ
0 に比例する。Ｉ1 とＩ2 の比は、光励起電流Ｉ0 の全
量が入射光強度の変動により変化する場合でも一定に保
たれる。それゆえ、光ビームの位置は、光強度とは無関
係に検出することができる。
はビーム入射パワーを、ｈはプランク定数を、νは励起
周波数をそれぞれ示している。単一ビーム励起に使用で
きる従来のビーム位置検出器では、Ｉ1 およびＩ2 はＩ
0 に比例する。Ｉ1 とＩ2 の比は、光励起電流Ｉ0 の全
量が入射光強度の変動により変化する場合でも一定に保
たれる。それゆえ、光ビームの位置は、光強度とは無関
係に検出することができる。
【０００９】この種のビーム位置検出器に対するこれま
での多くの研究は、単一ビームの正しい位置のみを検出
するために行われてきた。これまでに構成されたほとん
どのビーム位置検出器は、ビームスポットの位置を検出
するためにのみ使用されてきた。このビーム位置検出器
は“”Ｌａｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔ”に
基づいて動作し、各軸に１つの均一な抵抗層と１つの電
極を持つため、２つ以上のビームスポットの位置を検出
することができない。最近、２つ以上のビームスポット
の位置を検出するビーム位置検出器については、ＹＡＭ
ＡＭＯＴＯ等著の論文“ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ ｔｏｐｉｃａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓ
ｉｌｉｃｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ”，Ｖ−３３，１９８８（Ｙｏｒｋｔｏｗｎ Ｈ
ｅｉｇｈｔｓ，ＵＳＡ）に提案されている。しかしなが
ら、この提案されたビーム位置検出器では、複数のビー
ムが同一軸の位置に入射する場合に、これら複数のビー
ムについての考察はなされていない。最近発表されたビ
ーム位置検出器は、１つの軸の場合のみ適用でき、異な
った位置に入射したビームの位置の検出には適用できな
い。なぜならば、このビーム位置検出器は、各々が一度
に１つの位置を検出できる、数個の個別の単一ビーム位
置検出器より構成されているからである。
での多くの研究は、単一ビームの正しい位置のみを検出
するために行われてきた。これまでに構成されたほとん
どのビーム位置検出器は、ビームスポットの位置を検出
するためにのみ使用されてきた。このビーム位置検出器
は“”Ｌａｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔ”に
基づいて動作し、各軸に１つの均一な抵抗層と１つの電
極を持つため、２つ以上のビームスポットの位置を検出
することができない。最近、２つ以上のビームスポット
の位置を検出するビーム位置検出器については、ＹＡＭ
ＡＭＯＴＯ等著の論文“ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ ｔｏｐｉｃａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓ
ｉｌｉｃｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ”，Ｖ−３３，１９８８（Ｙｏｒｋｔｏｗｎ Ｈ
ｅｉｇｈｔｓ，ＵＳＡ）に提案されている。しかしなが
ら、この提案されたビーム位置検出器では、複数のビー
ムが同一軸の位置に入射する場合に、これら複数のビー
ムについての考察はなされていない。最近発表されたビ
ーム位置検出器は、１つの軸の場合のみ適用でき、異な
った位置に入射したビームの位置の検出には適用できな
い。なぜならば、このビーム位置検出器は、各々が一度
に１つの位置を検出できる、数個の個別の単一ビーム位
置検出器より構成されているからである。
【００１０】さらに、市販されている従来のビーム位置
検出器は、１つのビームスポットの位置検出速度が非常
に遅い。これは、抵抗層から構成される従来のビーム位
置検出器が、大きなＲＣ時定数を有し、そのＲＣ時定数
より短い期間を有する高速の単一パルスビームの正確な
位置を検出できないからである。しかしながら、従来の
ビーム位置検出器では、ＲＣ時定数を抵抗層の抵抗を減
らすことにより小さくすることができるが、この抵抗
は、信号内のジョンソン・ノイズが問題となるようなあ
る限界を越えて減少させることはできない。これは、従
来のビーム位置検出器におけるジョンソン・ノイズが抵
抗層の抵抗に比例するからである。それゆえ、高速の入
射ビームの位置を検出するためには、ＲＣ時定数が従来
のものより非常に小さいビーム位置検出器の開発が要求
されている。
検出器は、１つのビームスポットの位置検出速度が非常
に遅い。これは、抵抗層から構成される従来のビーム位
置検出器が、大きなＲＣ時定数を有し、そのＲＣ時定数
より短い期間を有する高速の単一パルスビームの正確な
位置を検出できないからである。しかしながら、従来の
ビーム位置検出器では、ＲＣ時定数を抵抗層の抵抗を減
らすことにより小さくすることができるが、この抵抗
は、信号内のジョンソン・ノイズが問題となるようなあ
る限界を越えて減少させることはできない。これは、従
来のビーム位置検出器におけるジョンソン・ノイズが抵
抗層の抵抗に比例するからである。それゆえ、高速の入
射ビームの位置を検出するためには、ＲＣ時定数が従来
のものより非常に小さいビーム位置検出器の開発が要求
されている。
【００１１】現在まで多くの特許が日本国内で公開され
ている。それらの多くは、従来のビーム位置検出器の開
発の延長線上にある。しかしながら、それらのいずれも
複数の位置を簡単に検出することはできない。
ている。それらの多くは、従来のビーム位置検出器の開
発の延長線上にある。しかしながら、それらのいずれも
複数の位置を簡単に検出することはできない。
【００１２】たとえば特開昭６３−２８９８７７号公報
は、従来のビーム位置検出器よりも高速のビーム位置検
出器の開発を開示している。また、特開昭６３−１３７
３２１号公報には、従来のアモルファスＳｉ技術を用い
て、”Ｌａｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔ”の
原理で動作する従来のビーム位置検出器を製造すること
が提案されている。しかしながら、２つ以上のビームの
ビーム位置検出器に関する考えは提案されていない。ま
たこのビーム位置検出器は、均一抵抗層で構成されてい
るため非常に低速である。
は、従来のビーム位置検出器よりも高速のビーム位置検
出器の開発を開示している。また、特開昭６３−１３７
３２１号公報には、従来のアモルファスＳｉ技術を用い
て、”Ｌａｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔ”の
原理で動作する従来のビーム位置検出器を製造すること
が提案されている。しかしながら、２つ以上のビームの
ビーム位置検出器に関する考えは提案されていない。ま
たこのビーム位置検出器は、均一抵抗層で構成されてい
るため非常に低速である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記の説明から、Ｌａ
ｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔで動作する従来
のビーム位置検出器や、今までに開発された他のビーム
位置検出器は、２つ以上の光ビームの位置を検出するこ
とはできない。
ｔｅｒａｌ Ｐｈｏｔｏ Ｅｆｆｅｃｔで動作する従来
のビーム位置検出器や、今までに開発された他のビーム
位置検出器は、２つ以上の光ビームの位置を検出するこ
とはできない。
【００１４】本発明の目的は、１つまたは複数のビーム
の位置を検出することのできるビーム位置検出器を提供
することにある。
の位置を検出することのできるビーム位置検出器を提供
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のビーム位置検出
器は、ｘ方向とｙ方向にアレイ状に配列されたＮ×Ｎの
フォトダイオード素子により主に構成される。これらフ
ォトダイオード素子は、両側（上部と下部）がＮ個の電
極で挟まれ、直角に配置されたｐ−ｉ−ｎまたはアバラ
ンシェ構造で作られている。両側の電極の交点も、また
ｐ−ｉ−ｎまたはアバランシェ構造であるフォトダイオ
ード素子を形成する。ｐ−ｉ−ｎまたはアバランシェ構
造を持つこのビーム位置検出器は、光スポットを検出す
るためのアモルファスＳｉ技術や他の半導体技術を用い
て形成できる。しかしながら、Ｘ線のような高エネルギ
ー粒子を検出するためには、このビーム位置検出器を、
ＣｄＳ／ＣｄＴｅまたはＨｇＣｄＳ／ＣｄＴｅのような
ＩＩ−ＶＩ族半導体を用いたｐ／ｎ構造で形成する。こ
のような材料を用いる理由は、それらの分子量が大き
く、結晶欠陥を避けるには都合が良いからである。この
ビーム位置検出器内の各フォトダイオード素子は、単一
ビームスポットを検出するために応答する。
器は、ｘ方向とｙ方向にアレイ状に配列されたＮ×Ｎの
フォトダイオード素子により主に構成される。これらフ
ォトダイオード素子は、両側（上部と下部）がＮ個の電
極で挟まれ、直角に配置されたｐ−ｉ−ｎまたはアバラ
ンシェ構造で作られている。両側の電極の交点も、また
ｐ−ｉ−ｎまたはアバランシェ構造であるフォトダイオ
ード素子を形成する。ｐ−ｉ−ｎまたはアバランシェ構
造を持つこのビーム位置検出器は、光スポットを検出す
るためのアモルファスＳｉ技術や他の半導体技術を用い
て形成できる。しかしながら、Ｘ線のような高エネルギ
ー粒子を検出するためには、このビーム位置検出器を、
ＣｄＳ／ＣｄＴｅまたはＨｇＣｄＳ／ＣｄＴｅのような
ＩＩ−ＶＩ族半導体を用いたｐ／ｎ構造で形成する。こ
のような材料を用いる理由は、それらの分子量が大き
く、結晶欠陥を避けるには都合が良いからである。この
ビーム位置検出器内の各フォトダイオード素子は、単一
ビームスポットを検出するために応答する。
【００１６】２つ以上のビームスポットを検出できるビ
ーム位置検出器に対しては、一方の方向（たとえば図１
のｘ方向）の電極は、入射ビーム位置に基づく光励起電
流を測定する抵抗性電極である。他方の方向（たとえば
図１のｙ方向）の電極は、信号の存在を検出するために
必要な導電性電極である。さらに、２つ以上のビーム入
射位置を検出するためには、ｘ方向電極の両端子への位
置信号アクセスは、アナログおよびデジタル技術を使用
し処理する必要がある。また、ｙ方向電極への信号アク
セスは、デジタル技術のみを用いて処理する必要があ
る。
ーム位置検出器に対しては、一方の方向（たとえば図１
のｘ方向）の電極は、入射ビーム位置に基づく光励起電
流を測定する抵抗性電極である。他方の方向（たとえば
図１のｙ方向）の電極は、信号の存在を検出するために
必要な導電性電極である。さらに、２つ以上のビーム入
射位置を検出するためには、ｘ方向電極の両端子への位
置信号アクセスは、アナログおよびデジタル技術を使用
し処理する必要がある。また、ｙ方向電極への信号アク
セスは、デジタル技術のみを用いて処理する必要があ
る。
【００１７】高速の単一ビームを検出するためには、両
方の電極は符号器を用いてデジタル信号処理のみをする
ための導電性電極とすることができる。
方の電極は符号器を用いてデジタル信号処理のみをする
ための導電性電極とすることができる。
【００１８】本発明のビーム位置検出器は、１つまたは
複数のビームスポットの位置を測定できる。さらに、高
速の単一ビーム測定に対しては、本発明のビーム位置検
出器は、従来のビーム位置検出器と比べて小さいＲＣ時
定数を持つため、各ビームスポットを正しく検出するこ
とができる。
複数のビームスポットの位置を測定できる。さらに、高
速の単一ビーム測定に対しては、本発明のビーム位置検
出器は、従来のビーム位置検出器と比べて小さいＲＣ時
定数を持つため、各ビームスポットを正しく検出するこ
とができる。
【００１９】
【作用】前項で説明したように、本発明のビーム位置検
出器は、上側および下側に直角に配置された２個の導電
性および抵抗性の電極で挟まれたｐ−ｉ−ｎまたはアバ
ランシェ構造により構成されている。各組の電極は、各
軸（ｘ軸とｙ軸）に存在する。２つの軸電極の交差域
は、ピクセル、またはピクセルに入射（または放射）さ
れた各々の光（または放射線）の位置に応答する素子を
形成している。このビーム位置検出器は、各軸（ｘおよ
びｙ）に出力を持つＮ×Ｎマトリクス上に配置されたＮ
×Ｎ個の素子を持つ。下側の組の電極（図１のｙ方向）
は、導電性電極であり、デジタル信号処理用に各電極へ
の１つのアクセス端子を持つ。上側の組の電極（図１の
ｘ方向）は、抵抗性電極であり、アナログ処理用の位置
信号応答のために各電極への２つのアクセス端子を持
つ。
出器は、上側および下側に直角に配置された２個の導電
性および抵抗性の電極で挟まれたｐ−ｉ−ｎまたはアバ
ランシェ構造により構成されている。各組の電極は、各
軸（ｘ軸とｙ軸）に存在する。２つの軸電極の交差域
は、ピクセル、またはピクセルに入射（または放射）さ
れた各々の光（または放射線）の位置に応答する素子を
形成している。このビーム位置検出器は、各軸（ｘおよ
びｙ）に出力を持つＮ×Ｎマトリクス上に配置されたＮ
×Ｎ個の素子を持つ。下側の組の電極（図１のｙ方向）
は、導電性電極であり、デジタル信号処理用に各電極へ
の１つのアクセス端子を持つ。上側の組の電極（図１の
ｘ方向）は、抵抗性電極であり、アナログ処理用の位置
信号応答のために各電極への２つのアクセス端子を持
つ。
【００２０】各ｘ方向電極の両方の端子は使用される。
一方の端子は、アナログおよびデジタル回路の双方に接
続されて、これらの回路に同一の電流が流れるようにな
されている。他方の端子は、式（５）に基づいてビーム
スポットの位置を検出するアナログ回路に接続されてい
る。これらアナログ回路の組は、互いに対角に入射され
た２つ以上のビームの位置を識別するために必要であ
る。各ｙ方向電極において、位置信号は、デジタル回路
を用いた信号の処理に必要な１つの端子にのみアクセス
される。
一方の端子は、アナログおよびデジタル回路の双方に接
続されて、これらの回路に同一の電流が流れるようにな
されている。他方の端子は、式（５）に基づいてビーム
スポットの位置を検出するアナログ回路に接続されてい
る。これらアナログ回路の組は、互いに対角に入射され
た２つ以上のビームの位置を識別するために必要であ
る。各ｙ方向電極において、位置信号は、デジタル回路
を用いた信号の処理に必要な１つの端子にのみアクセス
される。
【００２１】動作中、適切なｄｃ電圧が、各素子を完全
に逆バイアス状態にするために電極に与えられる。光入
射のない状態において、各素子の出力はＯｆｆ状態（論
理０状態）を表す無応答を示す。光入射状態において、
各素子に生成された光励起キャリヤは、強電界内に移動
する（ｉ／ｐ接合への正孔およびｉ／ｎ接合への電
子）。このキャリヤは、各軸電極により集められる。入
射位置に応じて、励起素子に接続された電極は応答を与
え、他の電極は応答を示さない。素子の出力（上部およ
び下部）は、各電極端子に接続されている電子回路によ
り取り出される。これら電子回路は、一方の組（ｙ軸）
の電極に接続された一方の組の電子回路が、光入射位置
（ｙ軸に対する）を検出するために論理的に信号に応答
でき、他方の組（ｘ軸）の電極に接続された他方の組の
電子回路が、光入射位置（ｘ軸に対する）を検出するた
めに論理的に光／高エネルギー粒子に応答できるように
構成されている。このようにして、１つまたは複数の光
（光または高エネルギー粒子）の位置は、一度に正しく
検出される。
に逆バイアス状態にするために電極に与えられる。光入
射のない状態において、各素子の出力はＯｆｆ状態（論
理０状態）を表す無応答を示す。光入射状態において、
各素子に生成された光励起キャリヤは、強電界内に移動
する（ｉ／ｐ接合への正孔およびｉ／ｎ接合への電
子）。このキャリヤは、各軸電極により集められる。入
射位置に応じて、励起素子に接続された電極は応答を与
え、他の電極は応答を示さない。素子の出力（上部およ
び下部）は、各電極端子に接続されている電子回路によ
り取り出される。これら電子回路は、一方の組（ｙ軸）
の電極に接続された一方の組の電子回路が、光入射位置
（ｙ軸に対する）を検出するために論理的に信号に応答
でき、他方の組（ｘ軸）の電極に接続された他方の組の
電子回路が、光入射位置（ｘ軸に対する）を検出するた
めに論理的に光／高エネルギー粒子に応答できるように
構成されている。このようにして、１つまたは複数の光
（光または高エネルギー粒子）の位置は、一度に正しく
検出される。
【００２２】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。本発明のビ
ーム位置検出器の主要構造は、基板１上に形成されパタ
ーン化された導電性電極２上に堆積されたｐ−ｉ−ｎ
（／ｐ−ｎ）またはアバランシェ層３である。電極２の
種類は、層３とオーミック・コンタクトを形成するよう
に選択される。層３を形成した後、パターン化された抵
抗性電極４を、層３上に形成する。電極４の両端子は、
信号を取り出すために必要であり、下部電極２の一方の
端子は位置信号を処理するために必要であることに留意
すべきである。
ーム位置検出器の主要構造は、基板１上に形成されパタ
ーン化された導電性電極２上に堆積されたｐ−ｉ−ｎ
（／ｐ−ｎ）またはアバランシェ層３である。電極２の
種類は、層３とオーミック・コンタクトを形成するよう
に選択される。層３を形成した後、パターン化された抵
抗性電極４を、層３上に形成する。電極４の両端子は、
信号を取り出すために必要であり、下部電極２の一方の
端子は位置信号を処理するために必要であることに留意
すべきである。
【００２３】位置検出できるビームの種類は、層３に使
用される半導体の種類に依存する。たとえば、アモルフ
ァスＳｉベース半導体が層３に使用されるならば、検出
できるビームは４００〜７００ｎｍの波長に制限され
る。ＧａＡｓのような化合物半導体が層３に使用される
ならば、検出できるビームは、１．５μｍのような長波
光に制限される。
用される半導体の種類に依存する。たとえば、アモルフ
ァスＳｉベース半導体が層３に使用されるならば、検出
できるビームは４００〜７００ｎｍの波長に制限され
る。ＧａＡｓのような化合物半導体が層３に使用される
ならば、検出できるビームは、１．５μｍのような長波
光に制限される。
【００２４】高エネルギー粒子の位置を検出する場合に
は、結晶欠陥を避けるために層３は高分子量の半導体を
使用する。たとえば、エネルギーが１００ｋｅＶより小
さい高エネルギー粒子の位置を検出するには、ＣｄＳ−
ＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族半導体を用いた層３内の
ｐ−ｎ接合を使用できる。
は、結晶欠陥を避けるために層３は高分子量の半導体を
使用する。たとえば、エネルギーが１００ｋｅＶより小
さい高エネルギー粒子の位置を検出するには、ＣｄＳ−
ＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族半導体を用いた層３内の
ｐ−ｎ接合を使用できる。
【００２５】酸化インジウム錫またはＳｎＯ2 膜を電極
２に、Ｎｉ−Ｃｒ合金を電極４に使用できる。
２に、Ｎｉ−Ｃｒ合金を電極４に使用できる。
【００２６】図２は、１つまたは複数のビームスポット
を測定するための関連する回路を有する本発明のビーム
位置検出器の回路図である。便宜上、８×８マトリクス
よりなるビーム位置検出器を示している。
を測定するための関連する回路を有する本発明のビーム
位置検出器の回路図である。便宜上、８×８マトリクス
よりなるビーム位置検出器を示している。
【００２７】高速の１つのビームの位置を検出するため
には、符号器を利用した、ｙ軸電極２に接続されている
デジタル回路５とｘ軸電極４に接続されているデジタル
回路６が必要である。しかしながら、複数のビームの位
置の検出には、ｘ軸電極４に接続されているアナログ回
路７と８、ｙ軸電極に接続されているデジタル回路５が
必要である。アナログ回路７は、位置信号を比較するこ
とによって、たとえばＡとＢのような位置に対角的に入
射するビームの位置を検出するのを可能にする。アナロ
グ回路８は、式（５）を用いて位置を検出する場合に必
要である。これは、たとえばｘ軸電極の両側端子から信
号を取り出して、アナログ的に処理することにより行わ
れる。
には、符号器を利用した、ｙ軸電極２に接続されている
デジタル回路５とｘ軸電極４に接続されているデジタル
回路６が必要である。しかしながら、複数のビームの位
置の検出には、ｘ軸電極４に接続されているアナログ回
路７と８、ｙ軸電極に接続されているデジタル回路５が
必要である。アナログ回路７は、位置信号を比較するこ
とによって、たとえばＡとＢのような位置に対角的に入
射するビームの位置を検出するのを可能にする。アナロ
グ回路８は、式（５）を用いて位置を検出する場合に必
要である。これは、たとえばｘ軸電極の両側端子から信
号を取り出して、アナログ的に処理することにより行わ
れる。
【００２８】
【発明の効果】１つまたは複数のビーム（光または高エ
ネルギー粒子）の位置は、本発明を用いることにより検
出できる。１つまたは複数のビームの位置検出は、マト
リクス構造素子を構成している本発明の素子と、一方の
軸の一組の抵抗性電極と、他方の軸の一組の導電性電極
とを使用することにより行なわれる。２つ以上の光ビー
ムを検出するには、本発明の回路が必要である。１つの
ビームに対する高速ビームパルス検出は、信号処理回路
を備える本発明のビーム位置検出器構造を用いて可能と
なる。１つのビーム位置を検出する本発明のビーム位置
検出器の速度は、ＲＣ時定数を小さくした従来のビーム
位置検出器よりも遥かに高速である。
ネルギー粒子）の位置は、本発明を用いることにより検
出できる。１つまたは複数のビームの位置検出は、マト
リクス構造素子を構成している本発明の素子と、一方の
軸の一組の抵抗性電極と、他方の軸の一組の導電性電極
とを使用することにより行なわれる。２つ以上の光ビー
ムを検出するには、本発明の回路が必要である。１つの
ビームに対する高速ビームパルス検出は、信号処理回路
を備える本発明のビーム位置検出器構造を用いて可能と
なる。１つのビーム位置を検出する本発明のビーム位置
検出器の速度は、ＲＣ時定数を小さくした従来のビーム
位置検出器よりも遥かに高速である。
【図１】図１は本発明の素子の構造を示す図である。
【図２】図２は１つまたは複数の光ビームの位置検出の
ために要求される回路を備える本発明のビーム位置検出
器（８×８マトリクス）の回路図である。
ために要求される回路を備える本発明のビーム位置検出
器（８×８マトリクス）の回路図である。
【図３】図３は従来のビーム位置検出器の断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 導電性電極 ３ ｐ−ｉ−ｎまたはアバランシェ層 ４ 抵抗性電極 ５，６ デジタル回路 ７，８ アナログ回路 ９ オーミック・コンタクト １０ ｐ−ｉ−ｎ構造 １１ 均一抵抗層 １２，１３ 電極 １４ 光または高エネルギー粒子 １５ 入射位置
Claims (3)
- 【請求項１】光または高エネルギーの粒子であるビーム
の入射位置を検出するビーム位置検出器において、 複数のｘ軸電極と、 複数のｙ軸電極と、 前記複数のｘ軸電極と前記複数のｙ軸電極で挟まれたｐ
−ｉ−ｎまたはアバランシェ構造とを備え、 一時に入射する複数のビームの位置を検出するために、
前記ｘ軸電極は抵抗性であり、前記ｙ軸電極は導電性で
あることを特徴とするビーム位置検出器。 - 【請求項２】複数のビームの入射位置を検出するビーム
位置検出器において、 請求項１記載の抵抗性ｘ軸電極，導電性ｙ軸電極，ｐ−
ｉ−ｎまたはアバランシェ構造と、 前記抵抗性ｘ軸電極の両方の端子にそれぞれ接続された
２個のアナログ回路とを備え、一方のアナログ回路は、
前記抵抗性ｘ軸電極の抵抗に基づいてビームの入射位置
を検出し、他方のアナログ回路は、位置信号を比較し、 前記導電性ｙ軸電極の一方の端子に接続され、ｙ軸電極
上のビームの存在に応答するデジタル回路を備える、こ
とを特徴とするビーム位置検出器。 - 【請求項３】高速の単一光パルスであるビームの入射位
置を検出するビーム位置検出器において、 複数のｘ軸電極と、 複数のｙ軸電極と、 前記複数のｘ軸電極と前記複数のｙ軸電極で挟まれたｐ
−ｉ−ｎまたはアバランシェ構造とを備え、 前記ｘ軸電極およびｙ軸電極は、位置信号を検出するた
めの導電性電極であり、 前記ｘ軸電極およびｙ軸電極のそれぞれ一方の端子に接
続され、ビームの存在に応答する２個のデジタル回路を
備えることを特徴とするビーム位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8581893A JPH081961B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ビーム位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8581893A JPH081961B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ビーム位置検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302851A JPH06302851A (ja) | 1994-10-28 |
| JPH081961B2 true JPH081961B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=13869444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8581893A Expired - Fee Related JPH081961B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ビーム位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081961B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096222A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 受光装置 |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP8581893A patent/JPH081961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06302851A (ja) | 1994-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960716 |
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