SE455345B - Ljusalstrande element innefattande ett optiskt filter som ger den emitterade signalen en temperaturoberoende uteffekt, samt anvendning av det ljusalstrande elementet - Google Patents

Description

:455 345 2 15 20 25 En anpassning äger således rum av transmissionskurvan för det optiska filtret till dels ändringar i våglängdsinnehållet hos den emitterade signalen, dels till det optiska elementets temperaturberoende kvanteffektivitet.

Uppfinningen är närmare exemplifierad i bifogade figurer, av vilka figur Ia visar ett ljusalstrande element och figur 1b en lysdiods emissionsspektrum vid olika temperaturer.

Figur la visar ett ljusalstrande element 1, exempelvis en lysdiod, en halv- ledarlaser eller fotoluminiscerande material (1). I figur la visas även ett optiskt filter 2, som har en sådan tranemissionskurva sam funktion av vågläng- den, att en temperaturoberoende uteffekt erhålles för den emitterade signalen efter passage av filtret.

I figur Ib visas en lysdiods emissionsspektrum vid temperaturen TI (3) och vid temperaturen T2 (4). Dessutom visas transmissionskurvan (5) för det optiska filtret 2.

Transmissionskurvan S(k) för filtret (5) beräknas enligt följande: Uttryck spektrum L' för lysdioden som L'(l,T,I) = f(I) x n(T) x LT(X) X är våglängden för ljuset, I är strömmen genom lysdioden, T är lysdiodens temperatur. LT(Å) antas normerad, dvs ß I LT(x)ai = 1 alla T -S Ansätt filtrets transmission S(l) som S : I Gi Ä 1:0 Den transmitterade signalen p blir Q v=í S(x) x L'(x,T,I) = í f(I)n(T) X tT(i) X 2 aixï i=O _® ai = konstanter i serieutvecklingen av S(k). 20 455 545 Villkoret för att signalen, Q, skall vara oberoende av T kan tecknas KONST G G G 2 ao I LT(i)aA + ul I ALTdx-az f 1 x LT(A>ax + ... _ n (T) dvs ur spektra vid olika T kan ai besaämmas med flersidig regressionsanalys.

Metoden kan illustreras genom att betrakta följande specialfallz LT(Ä) = LO 6(Ä - l0(T)) Y = f(I) X n(T) X J Lo 6(Å- Ä0fT)) X S(Å) x dk: f(I) X n(T} x Ln x S(k0) W n (T) F - c X T ^"ta5 I x0(T) = D + E x T Il vilket är rimliga approximationer för t ex lysdioder vid temperaturer kring rumstemperatur.

W oberoende av T innebär (F - G x T) X S(AO) = KONSTANT Ansätt C k1 - kz x 1 S(A) = Insättning ger 7? ll F + G X D/E G/E 7? ll Filtrets transmissionskurva blir Formeln gäller approximativt även för spektrum med större halvvärdesbredd.

Filter med ovanstående transmissionskurva kan framställas med flerskiktstekník (interferensfilter). ' 455 345 ,' 10 15 20 25 30 Elementet enligt ovan kan exempelvis appliceras på en anordning enligt svensk patentansökan 790891U-O, vilken avser en anordning för mätning av ström, genom- flytande en eller flera strukturer, som t ex dioder. Strömgenomgången förorsa- kar härvid emission av ljus (elektroluminiscens). Nämnda en eller flera struk- turer är anordnade att emittera ljus inom minst två, ej identiska våglängde- intervall och nämnda strukturer är anordnade med en sådan materialsammansätt- ning och geometrisk design, att elektroluminiscens inom nämnda vâglängdsinter- vall får skilda icke likformiga strömberoenden. Elektroluminiscensen inom nämnda minst två våglängdsintervall är anordnad att via minst en optisk fiber påföras minst två fotodetektorer, utformade med skilda känslighetsspektra och!- eller försedda med optiska fibrer med skilda transmissions- och/eller reflex- ionsspektra, varvid nämnda känslighetsspektra och/eller transmissions och/eller reflexionsspektra anpassats till nämnda våglängdsintervall på ett sådant sätt, att minst en fotodetektor är anordnad att selektivt avkänna elektroluminiscen- sen i hela eller en del av ett av nämnda våglängdsintervall. Minst en annan fotodetektor är anordnad att selektivt avkänna elektroluminiscensen i hela eller en del av ett av nämnda våglängdsintervall. Minst en annan fotodetektor är anordnad att avkänna elektroluminiscensen i hela eller en del av minst ett antal av nämnda våglängdsintervall.

Elementet enligt ovan kan även tillämpas vid en anordning enligt svensk patent- ansökan 810595ü-5, där en fiberoptisk givare för mätning av läge, kraft, acce- leration, tryck, flöde och liknande storheter består av minst en optisk fiber, intill vars ena ändyta finns minst en kropp, vilken åtminstone delvis ar rör- lig relativt fiberändytan. Denna relativa rörelse är mått på den storhet som skall mätas, och kroppen har reflekterande och/eller fotoluminiscerande egen- skaper. Det vid belysning via den optiska fibern på den rörliga kroppen gene- rerade belysningsmönstret har givits en form, väsentligt kongruent med det på den rörliga kroppens yta befintligt reflekterande och/eller fotoluminiscerande mönstret.

På dessa förut beskrivna anordningar kan således lämpligen föreliggande upp- finning appliceras i ändamål att erhålla en temperaturoberoende uteffekt.

Anordningarna enligt ovan kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav.

Claims (2)

455 345 PATENTKRAV

1. Ljusalstrande element, vars emitterande ljusintensitet för en given excitation är temperaturberoende, exempelvis lysdíod. nalvledarlaser eller fotoluminiscerande material (1), k ä n n e t e c k n a t därav, att i elementet ingår ett optískt filter (2), framställt på sådant sätt. att en sådan transmissionskurva (5) som funktion av våglängden (A) erhålles, att en temperaturoberoende uteffekt erhålles för den emitterade signalen efter passage av filtret.

2. Användning av ett ljusalstrande element enligt patentkrav I i en optisk givare.