JPS60790B2 - 冷却型光電変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却型光電変換装置、とくに赤外線検知装置に
関するものである。

赤外線城で用いる半導体光電変換素子は一般に複数の元
素から成る半導体材料たとえばインジウム，アンチモナ
イド（ｌｎＳｂ）、水銀ーカドミウム，テルル（Ｈｇ１
−ｘＣｄｘＴｅ）などを用いて製するが〜 このような
素子は通常室温よりもはるかに低い温度に冷却しないと
良好にに動作しない。

冷却手段として初期には液体窒素、高圧ガスの断熱膨張
による冷却などが用いられたが、ベルチヱ効果を利用し
た電子冷却素子が開発された後は漸次該冷却素子による
冷却方式に置き換えられようとしている。このベルチェ
効果による冷却素子を用いる場合には、該冷却素子と光
軍変換素子とは気密容器内に封入され、空気による熱伝
導を防ぐために容器内部は真空にされる。

しかるに、電子冷却素子も光電変換素子も双方とも高温
に耐えないので、加熱による容器内面の吸着ガス除去工
程を完全に遂行することが困難である。すなわち、上記
両素子は１００ｏｏを越すともはや劣化し始める。ゆえ
にガス除去のための加熱温度は高々百数十℃にとどめな
くてはならないので吸着ガス除去はすこぶる不徹底とな
らざるを得ない。強いて吸着ガス皆無の状態にしようと
思えば、容器のみに対し高温で脱ガスを行ったのち真空
室中で素子封入を行なわなければならないがＬ このよ
うな作業は相当に厄介であるにも拘わらず、電子冷却素
子から吸着ガスが遊離するおそれが多分にある。本発明
は上述の点に鑑みなされたもので、気密容器の一部に設
けた突出部内にガス吸着物質を収容した新規なる冷却型
光電変換装置を提供せんとするものである。

以下図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明する
。

第１図は本発明の冷却型光電変換装置の一実施例構造を
示したもので、本実施例でなパワートランジスタ用の金
属ケースーを流用し、このケース１内に電子冷却素子２
と光電変換素子３とをマゥントしている。

電子冷却素子が吸収したケース内の熱は、主として銅（
Ｃｕ）から成るステム基板ｌａを通じて放熱体４に伝導
されて放散される。外部引出線５はケース内部の素子へ
の通電用および信号取出し用である。さらに、第１図に
おいてはケース内部に蓮適するガラス管７が下方へ突出
している。該ガラス管７は金属から成る管継手８を介し
てステム寒板ｌａに連結されているが、すべての連結部
分は気密になっている。ガラス管７内にはゲッタ９が収
容されており、ゲッタに接続された２本のりード線１０
ａおよび１０ｂがガラス管７の外へ引出されている。こ
の２本のりード線はゲッタ９に通電して加熱し、蒸発さ
せるために設けたものである。加熱手段として高周波電
力または光を用いるときは単にゲツタ９をガラス管７内
で支持するだけでよい。真空管等合製造技術において周
知のごとく、ゲッタは一般に蒸気となったときよく容器
内のガスを吸収し、凝縮後もなおガス除去能力を保って
いる。

したがって第１図の実施例においてもケース１内部の残
留ガスはゲツタ材料により吸収除去されるので、長期間
に亘りケース内の真空度低下が防止される。なおゲッタ
による残留ガス除去のしくみは幾分複雑であり、ゲツタ
および残留ガス各自の成分によっても異なる場合がある
が、本発明においては残留ガスの分子または原子が、ど
のような結合態様によろうとゲッタの表面または内部に
捕捉されてガス分子としての運動が不可能になった状態
を指すものとする。因みにガラス管７の下端は排気後溶
封したものである。ゲッタ９を蒸発させるには上述した
ように通電により加熱する必要があるが、第１図から明
らかなようにゲッタ９の位置が電子冷却素子２および光
電変換素子３と離隔しているため、該両素子の温度上昇
はごく僅かで、損傷には至らない。

以上の説明から明らかなように、ゲッタを収容するガラ
ス管等の設置箇所はステム基板ｌａに限らず、ケース側
面または上面等、ケース内部とガラス流通の可能な任意
の箇所でよい。ただしゲッタ９の加熱時に光電変換素子
３および電子冷却素子２の温度が不当に上昇しないよう
に注意しなければならない。また、ゲツタの蒸発時の熱
がケース内に侵入することを軽減するためには、ゲッタ
９とケース１との中間に熱放射を吸収する部分を設けて
おくことが望ましい。第２図は、ゲッタからケース内へ
の熱の侵入を減殺するためにゲッタを収容したガラス管
７をケースに蓮適する金属管８に黒色ゴム管で連結した
例で、ゴム管１２以外は第１図と同一符号で示した。

ゲツ夕９の蒸発時に発生する熱の一部はゴム管１２に吸
収され、さらにゴム管１２の表面から大気中に放射され
るから、ケース内への熱の侵入は軽減される。またゴム
管１２の可孫性のため、ガラス管７の位置を自由に変え
ることができるので、ゴム管１２の存在はほとんど取り
付けの障害にはならない。本発明に係る光電変換装置は
ゲッタ蒸発時に光電変換素子および電子冷却素子の劣化
が起こらないから長期に亘つて良好な性能を維持するこ
とができる。

ゆえに常時稼動状態におかれる火災探知用の赤外線探知
器等に適用してきわめて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷却型光電変換装置の一実施例構
造を示す断面図、第２図は本発明の他の一実施例におけ
る要部構造を示す断面図である。 １…金属ケース、２・・・電子冷却素子、３・・・光電
変換素子、ｌａ・・・ステム基板、４・・・放熱体、７
・・・ガラス管、８・・・管継手、９・・・ゲッタ、１
０ａおよび１０ｂ・・・ゲッタに接続されるリード線「
１２・・・黒色ゴム管。 筏ノ図 弟乙解

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多元半導導体から成る光電変換素子と、該光電変換
   素子を冷却する電子冷却素子とを気密容器内に封入し、
   該気密容器の内部と連通する閉管を該気密容器の一部に
   取付け、加熱ににより活性化されるガス吸着剤を該閉管
   内に収容したことを特徴とする冷却型光電変換装置。 ２ 閉管が気密容器内部を排気するための排気管を排気
   工程後封じ切ることにより形成されたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の冷却型光電変
   換装置。 ３ ガス吸着剤と気密容器本体との間に熱線吸収層を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項のいずれかに記載の光電変換装置。