JPS6136906Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はフイルタを具えた赤外線検知装置の構
造に関するものである。

レーザは近年の急激な発達によつて光通信や計
測用として盛んに用いられるようになつてきた
が、これに伴い、該レーザ光の受光用しての赤外
線検知装置に対しても、その感度の向上が一層要
求されるようになつて来ている。

第１図に示したものは従来の赤外線検知装置
（以下検知装置と略称する）の構造を示す断面図
であつて、１は容器３中の寒剤例えば液体窒素に
よつて冷却されるコールドベース２上に配設さ
れ、したがつてその温度がほぼ77〓に保たれる赤
外線検知素子（以下検知素子と略称する）であ
る。４は排気された空間５によつて外界と熱遮断
された真空容器（クライオスタツト）の外壁、６
はこの外壁に気密に取りつけられた赤外線透過窓
で、窓板としては例えばゲルマニウム（Ge）な
どの赤外透過材料が用いられる。ただし第１図の
クライオスタツトは便宜上、上下反対に書かれた
ものである。

一般に検知素子においては観測対象物が放射す
る赤外線以外の、周囲ならびに背景から放射され
る輻射線はすべて背景雑音となり、該装置で光電
変換されて生ずる電気信号のＳ／Ｎ比を著しく低
下せしめる。このため、同図に見られるごとく検
知素子の視野角θをできるだけ狭めて余分な輻射
線が入射しないように視野角限定用のコールドア
パーチヤ７を配設して検知素子を覆う構造となつ
ている。このコールドアパーチヤも赤外線輻射体
となりうるためにこれを赤外線透過材料２上に図
のごとく配設し、その温度を77〓近くに下げてそ
の輻射線の低減がはかられている。しかるにこの
ような工夫がなされていても、該コールドアパー
チヤの視野角内に含まれる背景輻射は依然として
観測対象物の輻射線に重畳するから、できること
なら該視野角内の背景輻射をも制限することが望
ましいがこれは非常に困難である。

本考案は上記困難に鑑みてなされたもので、大
幅なＳ／Ｎ比の改善が可能な検知装置を提供する
ものであり、第２図以下の図面を用いて説明す
る。

第２図は本考案に係る赤外線検知装置の好まし
い一実施例を示したものであつて前記第１図と同
等部位には同一記号を付してある。ただし外壁４
ならびに赤外線透過窓６は以下の説明に直接関係
しないため図面上では省略している。

検知装置がレーザ光受光専用のものであれば広
い波長範囲にわたる波長感度特性を必要としな
い。むしろレーザを扱うに際しては該レーザ光の
波長以外の輻射線を遮断する方が感度向上、した
がつてＳ／Ｎ比を向上せしめる上で効果的であ
る。同図中においてコールドアパーチヤ７の開口
部にはこれを覆うように狭帯域フイルタ１０が配
設されている。

該フイルタ１０は、その通過波長幅が例えば硫
化亜鉛を所定の厚さにコーテイングし、狭帯域透
過特性を持たせたものでその中心波長は光源とし
て使用するレーザの発振波長に合わされている。

入射光をこのような狭帯域フイルタを通して検
知素子１に導くならばコールドアパーチヤ７で限
定された視野角内に入射する各種の波長の輻射線
のうち、レーザ光の波長のみが通過し、単に雑音
としてだけ作用する目的外の波長の輻射線は阻止
されるから、実質的にレーザ光を受光する検知素
子１のＳ／Ｎ比、したがつて検出感度は飛躍的に
向上する。なお、このフイルタは、コールドアパ
ーチヤ７に充分密着しており、コールドベース→
コールドアパーチヤ→フイルタなる順の熱伝導経
路によつて寒剤温度付近まで冷却されるためこの
フイルタ自身の熱輻射線は無視できる。

第３図は、検知素子１に入射する赤外線の波長
λに対する該検知素子の応答を示したものであつ
て曲線Ａはコールドアパーチヤなしの場合を、ま
た曲線Ｂはコールドアパーチヤ付きの場合をそれ
ぞれ示している。この結果からコールドアパーチ
ヤのみによる視野限定によつても、検知素子１が
受ける目的以外の赤外線が大幅に減少することが
わかる。さらに曲線Ｃはコールドアパーチヤ上に
配設（したがつて冷却）された狭帯域フイルタの
透過特性を示したもので、その中心波長は前述し
たごとくレーザ波長λ_０に一致して設定されてい
る。

仮にこのフイルタが無ければ検知素子に入射す
る背景光量は、同図中に書かれている曲線Ｂを波
長λについて積分したものとなる。これは目的と
する受光対象すなわちレーザにとつては雑音とし
て作用するばかりで、そのためにＳ／Ｎ比は著し
く低い値となる。これに対して上記の冷却された
狭帯域フイルタ１０を残した場合に検知素子１に
入射する背景光量は曲線Ｂの積分のうちの曲線Ｃ
で囲まれた範囲、すなわちＤで示した斜線の部分
となつて著しく減少せしめられる。ゆえに受光対
象としてのレーザ光と上記部分Ｄとの比、すなわ
ちＳ／Ｎ比は顕著に向上せしめられる。

以上に述べた構造を有する本考案に係る赤外線
検知装置は、単にフイルタをコールドアパーチヤ
に接して配接しただけであり、このような簡単な
処置によつて顕著にＳ／Ｎ比の改善が実現するた
めに、その実用上極めて大なる効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ光受光用赤外線検知装置
の構造を示す断面図、第２図は本考案に係る新し
いレーザ光受光用赤外線検知装置の構造断面図、
第３図は検知素子に入射する赤外線の波長λに対
する変化を表した曲線群である。 １：赤外線検知素子、２：コールドベース、
３：寒剤容器、４：真空容器の外壁、５：真空空
間、６：受光窓、７：コールドアパーチヤ、１
０：狭帯域フイルタ、θ：視野角、λ_０：レーザ
光波長。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 寒剤によつて冷却されたコールドベース上に配
   設された赤外線検知素子と、所定面積の開口部を
   有し、上記検知素子の周囲を囲むように設けられ
   たコールドアパーチヤとからなる赤外レーザ光を
   検知する赤外線検知装置において、 上記赤外レーザ光の波長を透過する狭帯域フイ
   ルタを、上記コールドアパーチヤの開口部を遮蔽
   し、かつ該コールドアパーチヤと良好な熱伝導性
   を保つごとく密着して配設したことを特徴とする
   赤外線検知装置。