SU1383272A1

SU1383272A1 - Method of determining diameter of emission source beam

Info

Publication number: SU1383272A1
Application number: SU864074462A
Authority: SU
Inventors: Иван Михайлович Викулин; Шамиль Джамашевич Курмашев; Ксения Ивановна Викулина; Валерий Анатольевич Прохоров
Original assignee: Одесский государственный университет им.И.И.Мечникова
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1988-03-23

Abstract

Изобретение относитс к фотометрии и позвол ет упростить и удешевить процесс определени диаметра пучка. Темновое сопротивление фотоприемника определ ют при отсутствии освещени омметром. 5. После осве Цени фоточувствительного сло 1 фотоприемника контролируемь1М излучением измер ют его световое сопротивление при интенсивности, соответствующей режиму работы фоторезистора на участке насыщени ег-о люкс- амперной характеристики. Напр жение на контактах 2 и 3 обусловлено условием , при котором электричегкое поле не выт гивает генерируемые светом носители из освещенной части 4 сло 1, Из этих же соображений диаметр пучка излучени выбираетс много большим длины диффузионного смещени неравновесных носителей. Приведено выражение , из которого определ ют диаметр пучка. 1 ил.The invention relates to photometry and makes it possible to simplify and cheapen the process of determining the diameter of a beam. The dark resistance of the photodetector is determined in the absence of illumination with an ohmmeter. 5. After the light. The photosensitive layer 1 of the photodetector is monitored with 1M radiation and its light resistance is measured at an intensity corresponding to the operating mode of the photoresistor in the saturation region of its lux characteristic. The voltage at contacts 2 and 3 is due to the condition that the electric field does not draw the light-generated carriers from the illuminated part 4 of layer 1. For the same reason, the beam diameter is chosen to be much larger than the length of the diffusion displacement of nonequilibrium carriers. An expression is given from which the beam diameter is determined. 1 il.

Description

Изобретение относитс к фотометрии и может быть использовано в измерительной технике,автоматике и оптической электронике.The invention relates to photometry and can be used in measurement technology, automation and optical electronics.

Цель изобретени - расширение диапазона измерени диаметров пучка контролируемых источников излучени .The purpose of the invention is to expand the range of measurement of beam diameters of monitored radiation sources.

На чертеже представлено устройство дл осуществлени предлагаемого спо- соба.The drawing shows a device for carrying out the proposed method.

Устройство содержит фоторезистор с фоточувствительным слоем 1, контакты 2 и 3, освещенна часть сло 4, омметр 5.The device contains a photoresistor with a photosensitive layer 1, contacts 2 and 3, the illuminated part of the layer 4, an ohmmeter 5.

Определение диаметра луча света производитс следующим образом.The diameter of the light beam is determined as follows.

При отсутствии освещени измер етс темновое сопротивление фоторезистора RO. Затем на фоторезистор нап- равл етс луч и его интенсивность увеличиваетс до величины Р , при превышении которой сопротивление фоторезистора перестает зависеть от интенсивности .. После этого измер етс сопротивление R. Зна размеры фоточувствительной площадки 1, диаметр луч:а определ етс по формуле. Дл убыстрени процесса измерени при известных Ь, 1 и RO у конкретного фо- торезистора можно построить график R f(d), откуда и определ етс d по измеренной величине R. Напр жение на контактах 2 и 3 должно быть небольшим с тем, чтобы электрическое поле не выт гивало генерированные светом носители из освещенной части, Из этих же соображений длина диффузионного смещени неравновесных носителей должна быть много меньше диаме ра луча.In the absence of light, the dark resistance of the photoresistor RO is measured. Then the beam is aligned on the photoresistor and its intensity increases to the value of P, above which the resistance of the photoresistor ceases to depend on the intensity. After that, the resistance R is measured. To speed up the measurement process with known b, 1 and RO for a particular photoresistor, you can build a graph R f (d), whence d is determined from the measured value R. The voltage on pins 2 and 3 should be small so that the field did not draw the light-generated carriers from the illuminated part. For the same reasons, the length of the diffusion displacement of nonequilibrium carriers should be much smaller than the beam diameter.

Опытна проверка способа осуществл лась с использованием фоторезистор типа ФСК-1, Кра полупроводникового кристалла спиливались с тем, чтобы An experimental test of the method was carried out using a photo-resistor of the FGC-1 type, the edges of the semiconductor crystal were cut so that

размеры световой площадки составл ли , мм.the dimensions of the light area were, mm.

При таких размерах темновое сопротивление RJ, равно 2,48 МОм. При осве- п щении лучом с d 2 мм от лазера ЛГ - 78 (красный свет) сопротивление уменьшалось до R 1,9 МОм. При указанном диаметре определенное по формуле R равно 1,93 МОм. Таким образом,ггAt these sizes, the dark resistance RJ is 2.48 MΩ. When the beam was illuminated with d 2 mm from the LG-78 laser (red light), the resistance decreased to R 1.9 MΩ. At the specified diameter, the formula R is equal to 1.93 MΩ. So yy

сwith

5five

0 5 0 0 5 0

5five

п гp g

об действительно может быть рассчитано по приведенной формуле.But really can be calculated using the above formula.

Расхождение в числах соответствует ошибке, определ емой классом точности используемых приборов. При уменьшении диаметра луча до 1 мм значение R составл ет 2,3 МОм, что также находитс в удовлетворительном соответствии с формулой. Фоторезисторы ФСК изготавливаютс из сульфида кадми ,длина диффузионного смещени неосновных носителей в котором пор дка 10 мкм. Поэтому увеличением размеров светового п тна на фоторезисторе за счет диффузии При указанных диаметрах луча можно пренебречь. Уменьшение интенсивности излучени лазера в 2 раза (светофильтром) не измен ло величину R, а это означает, что интенсивность излучени больше величины The discrepancy in the numbers corresponds to the error determined by the accuracy class of the instruments used. By reducing the beam diameter to 1 mm, the value of R is 2.3 MΩ, which is also in satisfactory agreement with the formula. FGC photoresistors are made of cadmium sulfide, the length of the diffusion displacement of minority carriers in which the order of 10 microns. Therefore, an increase in the size of the light spot on the photoresistor due to diffusion With the indicated beam diameters can be neglected. A decrease in the intensity of the laser radiation by a factor of 2 (by a light filter) did not change the value of R, which means that the intensity of the radiation is greater than

Claims

Invention Formula

The method of determining the diameter of the radiation source beam, which consists in illuminating a semiconductor photodetector with controlled light with a photosensitive area that exceeds the beam diameter, followed by measuring the value of one of the photodetector electrical characteristics: the dark and light resistance of the photodetector, and the measurement of the light resistance is performed at intensity values controlled by direct radiation The corresponding operation mode ,, photodetector on its superior portion saturation voltage characteristic, and the beam diameter d controllable radiation is determined from the expression

(1+ dV4bl + 2d3 / 3bl) 2,

where b, l is the width and length of the photosensitive area of the photodetector;

light and dark resistance of the photodetector; diameter of the controlled radiation beam; 3.14.

R.RO d