JPH0894435A - 紫外放射検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学フィルタなどを用いず構造が簡単で波長
３００ｎｍ以下に感度を持つ紫外放射検出器を実現す
る。 【構成】 電極を両面に蒸着した第一の焦電フィルム２
と、電極を両面に蒸着し、片面の電極上に黒色放射吸収
塗料４を塗布し、第一の焦電フィルム２を透過した放射
が黒色放射吸収塗料４に入射するように同軸状に配置し
た第二の焦電フィルム３と、第一の焦電フィルム２の前
面に配置し、入力放射を変調する光チョッパ１と、第一
および第二の焦電フィルム２，３の出力をそれぞれ電圧
信号に変換する第一および第二のプリアンプ５，６と、
第一および第二のプリアンプ５，６の出力の差分を出力
する差動アンプを有する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外放射エネルギーを
測定するための紫外放射検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の波長２５０ｎｍ以下の短波長紫外
域での放射検出には、Ｃｅ−Ｔｅ光電面やＣｅ−Ｉ光電
面の光電子増倍管やフォトダイオード、熱形検出器等が
使用されている。光電子増倍管は、バイアス用の高圧電
源など付帯設備が必要となり、また検出器も大きくなる
などの問題がある。また、フォトダイオードは、波長の
長い領域でも感度があるため、紫外放射の測定には、フ
ィルタなど、受光面への入射光の波長を限定するものが
必要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、波長２００ｎ
ｍ以下での光学フィルタは、シャープカットも干渉フィ
ルタも実現がむずかしく、高額で透過率の低いものしか
得られないという問題があった。

【０００４】熱形検出器は、サーモパイルや焦電素子な
どの熱エネルギーを電気エネルギーに変換する感熱素子
に受光面として金黒蒸着層や黒色塗料を放射吸収層と
し、放射吸収層で放射エネルギーを熱エネルギーに変換
し、感熱素子で、その熱エネルギーを電気エネルギーに
変換して、放射エネルギーを検出するものである。した
がって、熱形検出器の相対分光応答度は、使用する放射
吸収層の分光吸収率によって決定される。したがって、
紫外波長域にのみ感度を有する検出器を実現するために
は、フィルタなど、受光面への入射光の波長を限定する
ものが必要であった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、コン
パクトで光学フィルタなど付帯設備が少なく、紫外放射
測定ができる紫外放射検出器を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、電極を両面に蒸着した第一の焦電フ
ィルムと、電極を両面に蒸着し、片面の電極上に黒色放
射吸収材料を塗布し、前記第一の焦電フィルムを透過し
た放射が前記黒色放射吸収材料に入射するように同軸状
に配置した第二の焦電フィルムと、前記第一の焦電フィ
ルムの前面に配置し、入力放射を変調する光チョッパ
と、第一および第二の焦電フィルムの出力をそれぞれ電
圧信号に変換する第一および第二のプリアンプと、前記
第一および第二のプリアンプの出力の差分を出力する差
動アンプとを有する構成である。

【０００７】また第２の発明は、焦電フィルムの両面に
櫛形に蒸着した第一の櫛形電極と、前記焦電フィルム上
の前記第一の櫛形電極に噛み合うようにかつ接触しない
ように蒸着した第二の櫛形電極と、前記第二の櫛形電極
の放射が入射する側に電極をはみ出すことなく塗布した
黒色放射吸収材料と、前記焦電フィルムの前面に配置
し、入力放射を変調する光チョッパと、前記第一および
第二の櫛形電極の出力をそれぞれ電圧信号に変換する第
一および第二のプリアンプと、前記第一および第二のプ
リアンプの出力の差分を出力する差動アンプとを有する
構成である。

【０００８】

【作用】上記した構成により、第１の発明は、第一の焦
電フィルムの前面に配置した光チョッパで入力放射を変
調し、この変調した放射を前記第一の焦電フィルムで電
気信号として検出し、さらに前記第一の焦電フィルムを
透過した放射成分を前記黒色放射吸収材料で吸収し、第
二の焦電フィルムで電気信号に変換し、前記第一および
第二のプリアンプの出力の差分を差動アンプで得、焦電
フィルムで吸収される紫外放射のエネルギー成分に比例
した電気信号を得る。

【０００９】焦電フィルムは、紫外の特定波長以下で吸
収率が増大し、それを熱エネルギーとして焦電素子が検
出し、電気信号を発生する。ただし、可視から赤外にか
けての放射に対しても、焦電素子の電極が熱エネルギー
として吸収するため応答がある。一方、黒色放射吸収材
料を電極上に塗布したものは、放射吸収材料が紫外から
赤外まで広い波長範囲で一定の応答度が得られる。した
がって、上記の構造により、第一の焦電素子を透過した
放射すなわち、第一の焦電素子が吸収する紫外波長域以
外の波長の放射の一部を第二の焦電素子で検出し、その
出力信号を第一の焦電素子の出力信号から差し引くこと
により、フィルタなどの光学系を使用することなく紫外
波長域だけの放射に対する応答出力が得られる。

【００１０】また第２の発明は、焦電フィルムの前面に
配置した光チョッパで入力放射を変調し、この変調した
放射を前記焦電フィルムの前記第一の櫛形電極で、焦電
フィルムと電極が吸収した放射エネルギーを電気信号と
して検出し、同時に前記焦電フィルムの第二の櫛形電極
上の前記黒色放射吸収材料で吸収した放射エネルギーを
電気信号として検出し、前記第二の櫛形電極から電気信
号を取り出し、前記第一および第二のプリアンプの出力
の差分を差動アンプで得、焦電フィルムで吸収される紫
外放射のエネルギー成分のみに比例した電気信号を得
る。

【００１１】これによりフィルタなどの光学系を使用す
ることなく紫外波長域だけの放射に対する応答出力が得
られる。焦電素子は薄い素子であるため、上記の構成を
光電子増倍管を用いるよりもコンパクトに実現できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１に、本発明の第１の実施例の構
成を示す。

【００１３】図１において、１は第一の焦電フィルム２
の前面に配置され、入力放射を変調する光チョッパ、２
はアルミ電極を両面に蒸着した第一の焦電フィルムで、
この第一の焦電フィルム２は、例えば呉羽化学製のもの
で、フィルム厚が９μｍで大きさ１２ｍｍφ、厚さ１ｍ
ｍのものを絶縁、断熱に優れた樹脂または、セラミック
でできた支持リングに接着したものである。３はアルミ
電極を両面に蒸着し、片面の電極上に黒色放射吸収塗料
４を塗布し、第一の焦電フィルム１を透過した放射が黒
色放射吸収塗料４に入射するように同軸状に配置した第
二の焦電フィルム、５，６は第一および第二の焦電フィ
ルム２，３の出力をそれぞれ電圧信号に変換する第一お
よび第二のプリアンプ、７は第一および第二のプリアン
プ５，６の出力の差分を出力する差動アンプである。

【００１４】以上のように構成された本実施例につい
て、以下その動作を説明する。まず、測定使用とする放
射は光チョッパー１により変調され、第一の焦電フィル
ム２に入射する。この焦電フィルム単体の分光応答度は
図２に示すように波長３００ｎｍ以下の紫外波長域に感
度の高い特性を持つ。第一の焦電フィルム２は、図３に
示すような分光透過特性を示し、紫外の吸収波長帯より
長波長側の放射を透過率１０％程度透過する。

【００１５】この透過した放射を、第一の焦電フィルム
２と同軸上の後方に配置した、第二の焦電フィルム３に
入射させる。第二の焦電フィルム３は、第一の焦電フィ
ルム２と同様にアルミ電極を蒸着し、支持リングに固定
したもので、放射の入射側の電極面上に黒色放射吸収塗
料４、たとえば３Ｍ社の２０１０黒色ベルベットペイン
トを塗布し、広い波長範囲で放射を吸収し、熱エネルギ
ーとして第二の焦電フィルム３に伝える。

【００１６】第一の焦電フィルム２に吸収された紫外放
射および若干の長波長側の放射放射は、第二の焦電フィ
ルム２の焦電効果で電気信号として検出され、第一のプ
リアンプ５で電圧信号に変換する。また、第二の焦電フ
ィルム３で検出した、第一の焦電フィルム２を透過し
た、紫外が除去された放射による電気信号は、第二のプ
リアンプ６で電圧信号に変換する。この第一および第二
のプリアンプ５，６の出力信号を差動アンプ７により導
入し、第一の焦電フィルム２の出力からその約３００ｎ
ｍ以上の放射に対する成分を、第二の焦電フィルム３の
出力を使って除去することにより、波長３００ｎｍ以下
の放射に対して感度を持つ紫外放射パワーが検出され
る。

【００１７】これによりフィルタなどの光学系を使用す
ることなく紫外波長域だけの放射に対する応答出力が得
られる。焦電素子は薄い素子であるため、上記の構成を
光電子増倍管を用いるよりもコンパクトに実現できる。

【００１８】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施
例の構成を示す図で、図１と同一部には同一番号を付し
ている。

【００１９】図４に示すように、本実施例は、第１の実
施例と同様に、たとえば呉羽化学製のもので、フィルム
厚が９μｍで大きさ１２ｍｍφ、厚さ１ｍｍのものを絶
縁、断熱に優れた樹脂または、セラミックでできた支持
リングに接着した焦電フィルムの両面に櫛形の第一の櫛
形電極８と、前記焦電フィルム上の第一の櫛形電極８に
噛み合うようにかつ接触しないように第二の櫛形電極９
とを蒸着し、さらに第二の櫛形電極９の放射が入射する
側に電極をはみ出すことなく黒色放射吸収塗料４を塗布
した構造のものである。

【００２０】以上のように構成された本実施例につい
て、以下その動作を説明する。まず、焦電フィルムの前
面に配置した光チョッパ１で入力放射を変調し、この変
調した放射を前記焦電フィルムの第一の櫛形電極８で、
焦電フィルムと電極が吸収した放射エネルギーを電気信
号として検出し、同時に前記焦電フィルムの第二の櫛形
電極９上の黒色放射吸収塗料４で吸収した放射エネルギ
ーを電気信号として検出し、第二の櫛形電極９から電気
信号を取り出し、第一及び第二のプリアンプ５，６の出
力の差分を差動アンプ７で得、焦電フィルムで吸収され
る紫外放射のエネルギー成分のみに比例した電気信号を
得る。

【００２１】これによりフィルタなどの光学系を使用す
ることなく紫外波長域だけの放射に対する応答出力が得
られる。焦電素子は薄い素子であるため、上記の構成を
光電子増倍管を用いるよりもコンパクトに実現できると
ともに、第１の実施例と比較しても、よりコンパクトに
検出器を構成できる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外波長
域で、レンズなどの光学系を使用することなく紫外波長
域だけの放射に対する応答出力が得られる検出器を、光
電子増倍管を用いるよりもコンパクトに実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す紫外放射検出器の
構成図

【図２】第１の実施例の焦電フィルム単体の分光応答度
特性図

【図３】第１の実施例の焦電フィルムの分光透過率を示
す図

【図４】本発明の第２の実施例を示す紫外放射検出器の
構成図

【符号の説明】

１ 光チョッパ ２ 第一の焦電フィルム ３ 第二の焦電フィルム ４ 黒色放射吸収塗料 ５ 第一のプリアンプ ６ 第二のプリアンプ ７ 差動アンプ ８ 第一の櫛形電極 ９ 第二の櫛形電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を両面に蒸着した第一の焦電フィルム
   と、電極を両面に蒸着し、片面の電極上に黒色放射吸収
   材料を塗布し、前記第一の焦電フィルムを透過した放射
   が前記黒色放射吸収材料に入射するように同軸状に配置
   した第二の焦電フィルムと、前記第一の焦電フィルムの
   前面に配置し、入力放射を変調する光チョッパと、前記
   第一および第二の焦電フィルムの出力をそれぞれ電圧信
   号に変換する第一および第二のプリアンプと、前記第一
   および第二のプリアンプの出力の差分を出力する差動ア
   ンプとを有する紫外放射検出器。
2. 【請求項２】焦電フィルムの両面に櫛形に蒸着した第一
   の櫛形電極と、前記焦電フィルム上の前記第一の櫛形電
   極に噛み合うようにかつ接触しないように蒸着した第二
   の櫛形電極と、前記第二の櫛形電極の放射が入射する側
   に電極をはみ出すことなく塗布した黒色放射吸収材料
   と、前記焦電フィルムの前面に配置し、入力放射を変調
   する光チョッパと、前記第一および第二の櫛形電極の出
   力をそれぞれ電圧信号に変換する第一および第二のプリ
   アンプと、前記第一および第二のプリアンプの出力の差
   分を出力する差動アンプとを有する紫外放射検出器。