WO2019185656A1 - Vorrichtung und verfahren zur beaufschlagung eines fluginsekts mit tilgungsstrahlung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur beaufschlagung eines fluginsekts mit tilgungsstrahlung Download PDF

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WO2019185656A1
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Andreas Hinsch
Lukas Wagner
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    • A01M2200/01—Insects
    • A01M2200/012—Flying insects

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for acting on a flying insect with repayment radiation according to the preambles of claims 1 and 1 third
  • Flying insects are a threat or even a threat in different situations. This is especially true for stinging insects such as mosquitoes and even more so for flying insects which transmit diseases to humans, such as the transmission of malaria by female mosquitoes (mosquitoes).
  • Control of flying insects by chemical means such as DDT is associated with long-term negative consequences for the population and the environment. There is therefore a need to eradicate flying insects without the use of chemical agents.
  • US 201 0/01 86284 A1 discloses a device for identifying insects by means of a camera and for erasing them by means of a laser beam. This device has a complex and thus cost-intensive and error-prone design. An application in large numbers, especially in developing countries or areas with low technical infrastructure, is therefore difficult.
  • the present invention has for its object to provide a method and apparatus for applying a fly insect with repayment radiation available, which is compared to the previously known device technically less expensive and cheaper to produce. This object is achieved by a device according to claim 1 and by a method according to claim 1 3. Advantageous embodiments can be found in the dependent subclaims.
  • the device according to the invention is preferably designed for carrying out the method according to the invention, in particular a preferred embodiment thereof.
  • the inventive method is preferably designed for implementation by means of the device according to the invention, in particular a preferred embodiment thereof.
  • the device according to the invention for acting on a flying insect with repayment radiation has a measuring beam source for generating a measuring beam, a deflecting unit for deflecting the measuring beam, a repulsive beam source for generating a repulsive beam and a measuring beam detector.
  • the measuring beam detector has a photodetector element, that deflecting unit and measuring beam detector are arranged and designed such that the measuring beam passes over the detector surface of the measuring beam detector, that the apparatus comprises an evaluation unit connected to the measuring beam detector and the eradication light source is connected to determine an attenuation period of attenuation of the measurement beam between the deflection unit and the detector surface, and to control the erasure light source to emit a purge beam pulse depending on the attenuation time period.
  • the present invention is based on the recognition that devices which detect flying insects by means of reflection of radiation at the flying insects have considerable disadvantages: since the reflection of light radiation at the flying insect typically takes place only with a partial intensity in the direction of a detector, is a high expenditure on equipment necessary, for example, providing a high-resolution and light-intensive camera. This already causes high costs.
  • targeted detection of an insect on the basis of detection by means of a camera image requires complex calculation methods as well as optical deflection units for the eradicating beam in order to be able to act upon the insect with Ti ion radiation with the necessary speed and accuracy. If, on the other hand, a large-scale depreciation In the case of transmission of eradication radiation, substantial intensities are required, which may present a danger to the eyes of a human being in particular.
  • the present invention is based on a design alternative, which brings about a considerable simplification and thus cost reduction and reduced susceptibility to errors.
  • a deflection unit is provided, by means of which the measuring beam is deflected in such a way that it forms a detector surface of the measuring beam Detector sweeps over. If a flying insect now exists in the beam path between deflecting unit and measuring beam detector, then detection is possible in a manner which is simple and error-prone compared with the known prior art.
  • An essential aspect of the present invention is therefore based on the fact that the interruption or at least attenuation of the measuring beam by a flying insect is used for the detection of the flying insect. In particular, it is therefore not absolutely necessary to use a costly camera with a CCD chip operating at high resolution and at high speed.
  • the photodetector element is therefore designed as a detector element from the following group, wherein in brackets in each case a reference for a preferred embodiment is given:
  • a photodetector element based on organic photovoltaics (DOI: 1 0.1 364 / optica.2.000607).
  • the measuring beam detector has a perovskite photodetector element:
  • the photodetector element is designed as a perovskite photodetector element.
  • perovskite elements have hitherto only been known for use in power generation, that is to say as a solar cell. A significant advantage of such
  • Perovskite elements mean that a comparatively fast charge carrier removal takes place and thus fast switching times, in particular fast detection times, are achieved for intensity changes of a radiation impinging on a detector surface of the perovskite photodetector element.
  • perovskite photodetector element In order to form the perovskite photodetector element, it is possible here to resort to the previously known formation of perovskite solar cells, as described, for example, in DE 1 0 201 3 21 6848 A1. From EP 0 1 76 358 B1 an image recording device with a light source and a deflection means in the form of a rotating, polygonal mirror is also known.
  • the measuring beam is deflected by means of a deflection unit in such a way that it sweeps over the detector surface of the measuring beam detector.
  • a detection range is formed between the deflection unit and the detector surface. If a flying insect is located in this detection area and is hit by the measuring beam, the radiation impinging on the measuring beam detector is reduced.
  • the evaluation unit such a signal change of the signal of the measuring beam detector can be determined in an uncomplicated way.
  • the evaluation unit of the present invention is therefore designed to provide an attenuation period of attenuation of the measurement beam between Deflection unit and detector surface to be determined.
  • the attenuation time period is a measure of the size and velocity of the detected object: smaller and faster objects produce a shorter interruption of the measurement beam in relation to slower and / or larger objects.
  • the redemption light source is driven to emit a redemption pulse, depending on the determined attenuation time duration.
  • the above-described classification of objects which are to be acted upon by means of illumination radiation on the basis of the duration of the interruption of the measurement beam requires a high temporal detection accuracy for short measurement beam interruptions.
  • the present invention is thus likewise based on the use of a perovskite photodetector element for detecting a measurement beam interruption by a flying insect, since this makes it possible to cost-effectively detect it in sufficiently short time scales.
  • the method according to the invention for subjecting a flying insect to Ti radiation has the method steps:
  • the detector surface of the measuring beam detector therefore has a length of at least 10 cm, preferably at least 0.5 m, in particular of at least 1 m.
  • the measuring beam preferably sweeps over the detector surface over the aforementioned length, so that the detector between the deflecting unit and the detector surface sweeps over a correspondingly large detector surface within which flying insects can be detected.
  • the measuring beam preferably sweeps over the detector surface at a sufficiently high speed, so that there is a high probability that each flying insect, which traverses the area swept by the measuring beam between the deflection unit and the measuring beam detector, is also detected.
  • the period of time in which the flying insect intercepts the measuring beam is less than 10 ps. I n preferred applications below 0.5 ps, down to below 0.1 ps. Preference is therefore given to an upper limit of less than 10 ps, in particular less than 0.5 ps, preferably less than 0.1 ps.
  • an upper limit for the attenuation time period in the range 0, 1 ps to 20 ps can be predetermined. If, for example, an upper limit of 10 ps is specified for the attenuation time duration, no repulsive beam impulse is emitted if an interruption of the measurement beam lasts longer than 10 ps. By this means it is precluded that the interruption of the measuring beam by a human triggers an erasure beam pulse.
  • the erosion beam source and the deflection unit are arranged cooperatively in such a way that the eradication beam can be deflected by means of the deflection unit.
  • both the measurement beam and the cancellation beam are thus deflected by the same deflection unit.
  • the deflection unit preferably has a movable mirror element. By means of the movable mirror element, the measuring beam can be deflected in a simple manner such that it covers the detector surface of the
  • Measuring beam detector sweeps over.
  • the destruction jet can advantageously be deflected by means of the mirror element in a likewise structurally uncomplicated manner.
  • a repeating, in particular preferably continuously repeating sweeping of the detector surface by the measuring beam takes place in order to enable a repetitive, in particular continuous detection of flying insects.
  • the mirror element can be designed as a tilting mirror element, for example by means of piezo elements, in order to generate the repeating sweep of the detector surface.
  • a rotating mirror element represents a cost-effective and technically inexpensive mirror element.
  • a mirror element can be rotated by means of an electric motor.
  • no elaborate electronic controls are necessary compared with, for example, the use of piezo elements.
  • the rotating mirror element as a polyhedron mirror element.
  • a mirror element thus has a plurality of flat, preferably plane mirrors which are arranged around a common axis of rotation, so that a repetitive sweeping of the detector surface through the measuring beam can be achieved when the mirror element is rotated in a constant direction of rotation ,
  • both the measuring beam and the canceling beam are deflected by means of the movable mirror element.
  • the detection of the flying insect takes place as a function of the duration of a weakening of the measuring beam between the deflection unit and the detector surface. Accordingly, the decision is made as to whether a redemption jet pulse is discharged, preferably only after the measuring beam is no longer attenuated by the flying insect. In the case of a continuously moving mirror element, therefore, the flying insect will no longer be located in the beam path of the measuring beam at the moment when an eradication jet pulse is emitted.
  • the measuring beam and the attenuation beam thus strike the mirror element at different angles.
  • the movement of the mirror element between detection of the flying insect, that is to say interruption of the measuring beam by the flying insect, and emission of the eradicating jet pulse can be compensated, so that at the time of emission of the eradicating jet pulse, the flying insect is no longer in the air Beam path of the measuring beam, but due to the different angle of incidence is in the beam path of the eradication beam.
  • the beam path of the eradicating beam to the beam path of the measuring beam is rotated by a predetermined angle in the direction of rotation of the movable mirror element.
  • the predetermined angle is selected so as to compensate for a rotation of the movable mirror element during a predetermined period of time. This period of time preferably corresponds to the time duration between completion of the interruption of the measuring beam by the flying insect and emission of the repayment jet pulse.
  • the impingement of the measuring beam and the attenuation beam at a different angle on the mirror element is achieved in an advantageous embodiment by arranging the measuring beam source and the attenuation beam source such that the measuring beam and the attenuation beam strike the polyhedron mirror element 9 at the desired angle. It is also within the scope of the invention, by means of optical elements such as one or more mirrors, to deflect the measuring beam and / or the attenuation beam in such a way that they impinge on the mirror element at the desired angle.
  • a beam splitter element preferably a partially transmissive mirror, particularly preferably a semitransparent mirror (intensity distribution 50), is in the beam path of the measuring beam and the attenuation beam to 50), so that measurement and attenuation beams are each split into two partial beams and, preferably, by means of further optical elements (such as a further mirror), both partial beams are directed onto the optical mirror element at the predetermined angle.
  • further optical elements such as a further mirror
  • the angle between the two sub-beams of the measuring beam and the erasure beam is selected such that the beam path of the one sub-beam after reflection after further rotation of the mirror element by a period of time between detection of the mosquito and emission of the Ti-ray beam lmpulses the beam path of the other partial beam also corresponds to reflection. This also ensures that the eradication jet pulse occurs at least approximately at the location at which the mosquito was detected.
  • the deflecting of the measuring beam by the deflecting unit takes place at a high speed, so that the flying insect only moves on slightly in the period between the interruption of the measuring beam and the lowering of the repulsive jet pulse.
  • the measuring beam is deflected by the deflection unit at an angular velocity in the range of 300 rad s 1 to 1 0000 rad s 1 , in particular in the range of 700 rad s 1 to 3000 rad s 1 .
  • the detector surface of the detector element is formed by a detector surface of the photodetector element.
  • the photodetector element in particular the perovskite photodetector element, is therefore preferably designed as a strip-like detector element, with a detector surface which has a high aspect ratio of length to width.
  • the length of the detector surface is preferably> 10 cm, preferably> 0.5 m, particularly preferably> 1 m. In particular, preferred lengths of> 2 m,> 5 m or> 10 m are within the scope of the invention.
  • a perovskite detector element has the advantage that cost-effective fast switching detectors can be formed with a large-area detector surface.
  • the aforementioned advantageous embodiments Therefore, embodiments are particularly advantageous when using a perovskite photodetector element as a photodetector element.
  • the width of the detector surface is preferably low.
  • the detector surface of the measuring beam detector has a width of less than 10 cm, preferably less than 5 cm, more preferably less than 1 cm.
  • the detector surface is particularly preferably designed as a rectangle.
  • the measuring beam preferably sweeps over the detector surface along a line, in particular preferably along a straight line.
  • the measuring beam preferably covers the length of the detector field by at least 90%, in particular by at least 98%.
  • the detector surface of the detector element is connected in a photoconductive manner to a detector surface of the photodetector element by a light-guiding element.
  • the measuring beam impinges indirectly or preferably directly on a light guiding element, by means of which the measuring beam is directed to the detector surface of the photodetector element.
  • the light beam thus impinges on a detector surface formed by the light-guiding element or a further upstream optical element and is forwarded to the detector surface of the photodetector element.
  • the light-guiding element can be embodied as a per se known optical element, such as a lens.
  • the light-guiding element is preferably designed as an optical component, by means of which, by reflection at the boundary surface of the light guide, in particular by means of total reflection, the measuring beam is forwarded.
  • glass fibers as a light guide in the invention.
  • Particularly advantageous is the design of the light-guiding element as a fluorescence collector.
  • a fluorescence collector may be formed as a plexiglass plate with a dye.
  • the structure of a fluorescence collector is, for example, in Goetzberger, Greubel. Appl. Phys.
  • the detector surface of the detector element is preferably larger, preferably at least a factor 5, more preferably at least a factor 10 greater than the detector surface of the photodetector element to ensure the material savings described above.
  • the measuring beam does not expand or only slightly widen.
  • a widening of the measuring beam by less than 1 mm to a beam length of 1 m is advantageous.
  • Lasers offer high energy density, low beam spread and fast switching times.
  • the measuring beam source is designed as a laser, particularly preferably as a diode laser, since this offers a cost-effective and robust construction.
  • the Ti beam source is designed as a laser, preferably as a diode laser, furthermore, Nd: YAG lasers or the like can be used.
  • the detection of the flying insect by means of the measuring beam and the eradication by means of the eradication beam may therefore preferably have a lower energy density compared with the attenuation beam, so that there is no or at most a very slight hazard from the measuring beam and, moreover, a lower energy consumption is achieved.
  • the measuring beam is modulated, particularly preferably at a carrier frequency, preferably at a carrier frequency greater 50 M Hz.
  • the evaluation unit has an electronic filter which is selectively matched to the modulation of the measurement beam.
  • the eradication jet pulse is preferably selected so that during the eradication jet pulse no or only a slight deflection of the erasure beam takes place.
  • the eradication jet pulse has a duration of less than 1 ps, in particular less than 0.1 ps. It is within the scope of the invention to use a pulsed laser as the excitation beam source, in particular advantageously to emit only one pulse of the pulse laser as the purge beam pulse, and more preferably between further pulses to have a dead time, preferably in the range of 0.5 s to 5 s, in particular 0.5 s to 2 s, preferably 1 s to provide. After sending out an erasure beam pulse, in this advantageous embodiment the next eradication beam pulse can therefore be emitted only after the dead time has expired.
  • the device has a unit radiation source, which is both a measurement beam source and a cancellation beam source.
  • a further reduction in costs and reliability is thus reduced, since only one radiation source has to be provided.
  • the device has a beam intensity control unit for the unit beam source, which is connected to the evaluation unit in order, depending on control signals of the evaluation unit, to have a measurement beam with a measurement beam intensity or a cancellation beam with an increased emission beam intensity, in particular a repayment beam intensity. I mpuls to produce by means of the unit beam source.
  • the power densities of the measuring beam are preferably in the range from 10 mW / cm 2 to 300 mW / cm 2.
  • the energy densities of the attenuation beam pulse are preferably in the range of 0.1 mJ / cm 2 to 1 00 mJ / cm 2 , in particular of 0.1 mJ / cm 2 to 1 mJ / cm 2 for ultraviolet and visible light below red light and / or preferably in the range of 1 0 mJ / cm 2 to 1 00 mJ / cm 2 for red and infrared light.
  • the energy densities of the eradicating beam pulse are preferably in the range from 0.1 mJ / cm 2 to 1 mJ / cm 2 for wavelengths in the range (250 nm to below 700 nm) and / or preferably in the range of 10 mJ / cm 2 to 1 00 mJ / cm 2 for wavelengths in the range (700 nm to 1500 nm).
  • the wavelength of the measuring beam is preferably in the range 300 nm to 800 nm.
  • the wavelength of the attenuation beam is preferably in the range from 250 nm to 1500 nm, in particular in the range from 250 nm to 700 nm (ultraviolet and visible light up to the red light range) and in the range from 700 nm to 1500 nm (red and infrared light ).
  • At least one stationary mirror element preferably a curved, in particular arcuate mirror element, is arranged in the beam path of the measuring beam and the attenuation beam between deflecting unit and measuring beam detector.
  • the area swept by the measuring beam, within which a flying insect can be detected can be adapted to a desired geometry.
  • a surface corresponding to the surface of a half-cylinder or four or five adjoining surfaces of a cuboid can be covered so that protection against flying insects in the manner of spatial excitation - Design of a mosquito net can be realized.
  • the measuring beam preferably sweeps the detector surface over a length of at least 10 cm, preferably at least 0.5 m, in particular at least 1 m, in order to achieve the abovementioned advantages.
  • a mirror of the mirror element is located at the time of detection of a weakening of the measuring beam, which is intended to result in emission of a repulsive beam impulse an orientation relative to the measuring beam source, at which the measuring beam hits the flying insect.
  • the eradication beam pulse is emitted in this preferred embodiment as soon as a mirror of the mirror element is in the same orientation as described above. This is the case in particular if the mirror element has performed a 360 ° rotation about the axis of rotation of the mirror element after detection of the flying insect.
  • a rotational position determination unit of the device determines the orientation of the mirror element relative to the measuring beam source, preferably as a function of parameters such as, for example, a rotational speed of the mirror element, a rotational time duration of the mirror element Rotary distance of the mirror element or a combination of these parameters.
  • the rotational position determination unit is connected to the evaluation unit and designed to cooperate in order to control the eradication beam source in such a way that, as described above, an eradication beam pulse is emitted as soon as a mirror of the mirror element is in the same orientation as described above in particular, as soon as the mirror element has performed a 360 ° rotation about the axis of rotation of the mirror element after detection of the flying insect.
  • the measuring beam and the attenuation beam are preferably deflected by means of the deflection element.
  • the interruption of the measuring beam by the flying insect also describes cases in which the intensity of the measuring beam is not completely reduced by the interruption, but is only partially attenuated.
  • the present invention thus has the advantages that aberrations in an optical system (for example when using a camera) as well as delays in the detection when using complex optical detectors and recording a spatially resolved image are avoided, preferably by means of a locally changing , Distracted by the deflection of the laser beam, a detection in transmission of the measuring beam and not due to a reflection of the measuring beam. This allows a much more accurate and less time-consuming localization.
  • perovskite photodetector element that is, a photodetector element based on perovskite.
  • the evaluation unit advantageously has a high-pass filter in order to determine signal changes which are shorter than a predetermined upper limit for a weakening time period. Such a high pass is also cost-intensive and robust.
  • the device has a dead-time element, which is connected upstream of the actuating beam source and predetermines a minimum pause duration between two successive erasure beam pulses.
  • the dead time element is additionally designed to limit the duration of the purge beam pulse to a maximum time duration.
  • the eradication beam source is preferably operated via an upstream charging element as a dead time element, preferably a resistor-capacitor element, in order to avoid an unintended repeated and / or longer erasure signal.
  • the dead time element is designed for a minimum pause duration in the range of 0.1 s to 10 s between two successive redemption beam pulses.
  • the dead time element is configured for a maximum duration of a purge beam pulse in the range 0.5 s to 2 s.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 1 a shows a detail enlargement from FIG. 1;
  • Figure 1 b shows an alternative embodiment of the detail enlargement of FIG
  • FIGS. 2 and 3 show two embodiments of measuring beam detectors
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 1 first embodiment of a device for loading a flying insect, in this case a mosquito M, with Tilgungsstrah ment has a measuring beam source 1 and a Tilgungsstrahliano 2 on.
  • a unit beam source 3 is provided, which is thus used both as a measuring beam source 1 and as E-beam source 2.
  • the device has an evaluation unit 4, which is simultaneously designed as a control unit for the unit beam source 3.
  • a measuring beam detector 5 of the device has two photodetector elements formed as perovskite photodetector elements 6 and 7.
  • the device furthermore has a deflection unit 8.
  • the deflection unit 8 has a movable mirror element, which is designed as a polyhedron mirror element 9. Perpendicular to a rotation axis 9a of the polyhedron mirror element, the latter thus has the cross-sectional area of a uniform octagon. On the outer sides of the polyhedron mirror element 9 thus eight mirror surfaces are formed.
  • the deflection unit 8 also has a motor, in the present case an electric motor, in order to rotate the polyhedron mirror element 9 about the axis of rotation 9a in the direction of rotation represented by an arrow.
  • the perovskite photodetector elements 6 and 7 are arranged at a right angle to one another and each have a detector surface along the longer side which faces the deflection unit 8. The detector surfaces are thus perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1.
  • the perovskite Photodetector element 6 has a length L1 of 1 m and the perovskite element 7 has a length L2 of 2 m.
  • the width of the detector surfaces of the perovskite photodetector elements 6 and 7 is 1 cm.
  • the two detector surfaces of the perovskite photodetector elements 6 and 7 thus form the detector surface of the measuring beam detector.
  • the unit beam source 3 is now controlled in such a way that it continuously emits a laser beam with a wavelength of 532 nm and a light intensity of 1 00 mW / cm 2 and thus serves as measuring beam source 1.
  • the measurement beam 1 a generated thereby is reflected by the polyhedron mirror element 9 on the deflection unit 8 and thus covers both the detector surface of the perovskite photodetector element 6 and the perovskite photodetector element 7.
  • the polyhedron mirror element 9 continuous about the rotation axis 9 a in the illustration shown in FIG. 1, starting from the bottom right to the top right and from the top right to the top left, before this process repeats itself with the subsequent mirror surface of the polyhedron mirror element 9.
  • the change of the beam path of the measuring beam 1 a is represented by a measuring beam 1 a 'at a later time.
  • the polyhedron mirror element 9 rotates at a constant rotational speed, so that an angular velocity of 1 571 rad s 1 results for the measuring beam 1 a between polyhedron mirror element 9 and measuring beam detector surfaces. If a mosquito M (represented greatly enlarged) is now located in the region which is located between the measuring beam 1a between the deflection unit 8 and the detector surface of the measuring beam detector, the mosquito M interrupts or at least reduces the measuring beam 1a I ntensity.
  • the signal outputs of the perovskite photodetector elements 6 and 7 are connected in parallel and signal-connected to the evaluation unit 4. An interruption of the measuring beam 1a by the mosquito M thus leads to a signal collapse between a time T1 and T2, as shown schematically in the lower area of FIG.
  • the evaluation unit 4 is designed to detect such a signal collapse and thus such a weakening of the measurement beam 1 a between the deflection unit 8 and the detector surface of the measurement beam detector 5.
  • the evaluation unit 4 also has a bandpass filter to filter measurement beam interruptions in the range 8 ps ps to 0, 1 ps. If a measurement beam interruption has a duration in this range, the evaluation unit 4 controls the unit beam source 3 in such a way that a laser beam pulse with a length of 1 ps, a wavelength of 1064 nm and a light intensity of 30 mJ / cm 2 by means of Unit beam source 3 is emitted. In this mode, the unit beam source 3 thus serves as an eradication beam source 2 for emitting a redemption beam pulse.
  • the eradication jet pulse is used to eradicate mosquito M.
  • the polyhedron mirror element 9 Upon detection of the mosquito M by means of the measuring beam 1 a, the polyhedron mirror element 9 is located in an orientation relative to the measuring beam source 1, in which orientation the measuring beam 1 a impinges on a mirror surface of the polyhedron mirror element 9 at a first angle.
  • the repulsive jet pulse is emitted when a mirror surface of the polyhedron mirror element 9 is again in this orientation.
  • measuring beam 1 a and beam beam pulse are generated by the unit beam source 3, so that the emission beam pulse is emitted as soon as a mirror surface of the polyhedron mirror element 9 is in an orientation relative to is the unit beam source 3, in which the detection of the mosquito M by means of the measuring beam was followed.
  • the relative orientation of the polyhedron mirror element 9 to the measuring beam source 1 is determined in the present exemplary embodiment via a rotational position determination unit.
  • the rotational position determining unit determines the orientation as a function of parameters such as, for example, a rotational speed of the polyhedron mirror element 9, a rotational time duration of the polyhedron mirror element 9, a traveled rotational distance of the polyhedron mirror element 9 or combinations of these parameters.
  • FIG. 1 the beam path between unit radiation source 3 and deflection unit 8 is shown only schematically and without details of optical components for better clarity.
  • FIG. 1 a therefore shows a detailed detail of a more detailed representation of this subarea:
  • the deflecting unit 8 comprises, in addition to the polyhedron mirror element 9, two mirror elements 1 9 and 20.
  • the mirror element 19 is designed as a semitransparent mirror element, i. H .
  • About 50% of the beam intensity of a light beam emerging from the unit beam source 3 follows a beam path in accordance with partial beam 21, is reflected at the mirror surface 9 c (solid line) of the polyhedron mirror element 9 according to partial beam 24.
  • two partial measurement beams of the measurement beam 1 a generated by the unit beam source 3 are emitted, with a first component measurement beam along the beam path 24 with about 50% intensity of the output beam and a second measurement beam along the beam path 23, likewise with about 50 ° % of the intensity of the output beam is emitted.
  • a sweeping of the mosquito M and thus an interruption of both the measuring part beam according to the beam path 24 and (after further rotation of the polyhedron mirror element 9) of the second partial measuring beam, which depends on the intermittent rotation, are typically carried out a slightly changed beam path compared to the beam path 23 of Figure 1 a has.
  • a repulsive beam pulse is emitted by means of the unit beam source 3.
  • the eradicating beam I mpuls is divided at the semitransparent mirror 1 9 in two sub-beams, which on the one hand the Beam path 21 and on the other hand after reflection on the mirror element 20, the beam path 22 have.
  • the polyhedron mirror element 9 has already rotated further. In FIG. 1 a, the rotated position of the mirror surface 9c of the polyhedron mirror element 9 is shown schematically by the dashed line 9b at the time of emission of the repulsive beam pulse.
  • the polyhedron mirror element 9 and the mirrors 19 and 20 are now arranged so that the angle a, which the partial beams enclose, corresponds approximately to the angle between 9c and 9b, ie. H . at approximately the angle through which the mirror surface 9c continued to rotate between detection of the mosquito M and emission of the eradication jet pulse.
  • a beam path according to sub-beam 24 when reflected on the mirror surface 9c at the time of emission of the erasure beam corresponds approximately to the beam trajectory upon reflection at the now somewhat rotated mirror surface 9b, i , H .
  • the erosion beam pulse, which is reflected along sub-beam 22 at the mirror surface 9b extends after reflection approximately in accordance with sub-beam 24 in the position shown in FIG. 1a and thus arrives at approximately the same location point at which the mosquito M was detected.
  • FIG. 1 b shows an alternative preferred embodiment of an alternative exemplary embodiment.
  • two separate beam sources one measuring beam source 1 and one eradication beam source 2 are used. These are arranged in such a way that, before impinging on the polyhedron mirror element 9, the beam paths of the measuring beam 1 a and the attenuation beam 2 a are not parallel, but enclose an angle a. H hereby results for a mirror element 9c of the polyhedron mirror element 9 thus to a beam path 25 before and 27 after reflection on the mirror element 9c and a beam path according to beam 26 before and 28 after reflection on the mirror element 9c.
  • FIG. 2 The structure of the perovskite photodetector elements 6 and 7 is shown schematically in FIG. 2: A photo sensor element 11 based on perovskite is arranged on a substrate 10 (in the present case as metal foil). The photo-sensor element 1 1 is protected by a transparent cover 12.
  • FIG. 3 An alternative embodiment for the photodetector elements 6 and 7 is shown in FIG. 3.
  • two photosensor elements 1 1 a and 1 1 b based on perovskite are arranged on the substrate 10, each of which is represented by a transparent cover 12a and 12b are protected.
  • the detector surface of the detector element is thus connected in a light-conducting manner to the detector surfaces of the perovskite-based photosensor elements 11a and 11b by a light-conducting element, in the present case the light-conducting material 14.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a perovskite photodetector element 11.
  • FIG. 4 shows a cross section perpendicular to the drawing plane according to FIG. 2 in greater detail depth.
  • the photodetector element has a transparent substrate 1 5, in this case glass with a thickness of 2 mm, a transparent, electrically conductive layer 1 6, in the present case fluorine doped tin oxide, with a thickness of 0.5 ⁇ m, an electron- or hole-selective layer 1 7, presently porous titanium dioxide, with a thickness of 200 nm, another electrically insulating porous layer 1 8, in this case porous zirconia, with a thickness of 1 pm and a counter electrode 1 9 on.
  • the counter electrode 1 6 is separated by a U nterbrechung 1 7 of the transparent, electrically conductive layer 1 6.
  • the dashed line P includes the elements called perovskite absorbers which are embedded in the porous layer.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • two semicircular-and thus curved-mirror elements are arranged in the beam path of the measuring beam between deflecting unit and measuring beam detector.
  • a measuring beam is directed to the reflecting inner side of a first arcuate mirror element 21.
  • the unit beam source 3 and the deflection unit 8 are designed analogously to the first exemplary embodiment.
  • the inner side of the mirror element 21 has a 45 ° angle to the measuring beam 1 a, so that it is forwarded parallel to a bottom surface 22 to form a second arcuate mirror element 23.
  • This also has a reflective surface, which is at a 45 ° angle to the measuring beam 1 a, so that the measuring beam is passed to a measuring beam detector 24 and there incident on the measuring beam detector surface and this sweeps.
  • the measuring beam 1 a thus sweeps over a surface which corresponds to the shell, bottom and top surface of a horizontal, half cylinder. H hereby can thus be protected in the manner of a mosquito net a space area from flying insects.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung, mit einer Messstrahlquelle zum Erzeugen eines Messstrahls, einer Ablenkeinheit zum Ablenken des Messstrahls, einer Tilgungsstrahlquelle zum Erzeugen eines Tilgungsstrahls und einem Messtrahl-Detektor, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtrahl-Detektor ein Photodetektorelement aufweist, dass Ablenkeinheit und Messtrahl-Detektor derart angeordnet und zusammenwirkend ausgebildet sind, so dass der Messstrahl die Detektorfläche des Messtrahl-Detektors überstreicht, dass die Vorrichtung eine Auswerteeinheit umfasst, welche mit dem Messtrahl-Detektor und der Tilgungslichtquelle verbunden ist, um eine Abschwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Messstrahls zwischen Ablenkeinheit und Detektorfläche zu ermitteln und abhängig von der Abschwächungs-Zeitdauer die Tilgungslichtquelle zur Abgabe eines Tilgungsstrahl-Impulses anzusteuern.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Beaufschlagung eines Fluqinsekts
mit Tilqunqsstrahlunq
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 1 3.
Fluginsekten stellen in unterschiedlichen Situationen eine Beeinträchtigung oder auch Bedrohung dar. Dies gilt insbesondere für stechende Fluginsekten wie bei- spielsweise Mücken sowie in noch größerem Maße für Fluginsekten , welche Krankheiten auf den Menschen übertragen wie beispielsweise die Ü bertragung von Malaria durch weibliche Stechmücken (Moskitos). Eine Bekämpfung von Fluginsekten durch chemische Mittel wie beispielsweise DDT ist mit langfristigen negativen Folgen für die Bevölkerung und die Umwelt verknüpft. Es besteht da- her ein Bedarf, Fluginsekten ohne die Anwendung von chemischen Mitteln zu tilgen .
Aus US 201 0/01 86284 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, um mittels einer Kamera I nsekten zu identifizieren und mittels eines Laserstrahls zu tilgen . Diese Vorrich- tung weist einen komplexen und somit kostenintensiven und fehleranfälligen Aufbau auf. Eine Anwendung in großer Zahl , insbesondere in Entwicklungslän- dern oder Gegenden mit geringer technische I nfrastruktur, gestaltet sich daher schwierig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung zur Verfügung zu stellen , welche gegenüber der vorbekannten Vorrichtung tech- nisch unaufwendiger und kostengünstiger herstellbar ist. Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Unteransprüchen .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Durchführung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens ausgebildet, insbesondere einer bevorzugten Aus- führungsform hiervon . Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt zur Durchführung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet, insbe- sondere einer bevorzugten Ausführungsform hiervon .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung weist eine Messstrahlquelle zum Erzeugen eines Messstrahls, eine Ablenkeinheit zum Ablenken des Messstrahls, eine Tilgungsstrahlquelle zum Erzeugen eines Tilgungsstrahls und einen Messtrahl-Detektor auf.
Wesentlich ist, dass der Messtrahl-Detektor ein Photodetektorelement aufweist, dass Ablenkeinheit und Messtrahl-Detektor derart angeordnet und ausgebildet sind , sodass der Messstrahl die Detektorfläche des Messtrahl-Detektors über- streicht, dass die Vorrichtung eine Auswerteeinheit umfasst, welche mit dem Messtrahl-Detektor und der Tilgungslichtquelle verbunden ist, um eine Ab- schwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Messstrahls zwischen Ablenk- einheit und Detektorfläche zu ermitteln und abhängig von der Abschwächungs- Zeitdauer die Tilgungslichtquelle zur Abgabe eines Tilgungsstrahl-I mpulses an- zusteuern .
Die vorliegende Erfindung ist in der Erkenntnis begründet, dass Vorrichtungen , welche Fluginsekten mittels Reflexion von Strahlung an den Fluginsekten detek- tieren , erhebliche Nachteile aufweisen : Da die Reflexion von Lichtstrahlung an dem Fluginsekt typischerweise nur mit einer Teilintensität in Richtung eines De- tektors erfolgt, ist ein apparativ hoher Aufwand notwendig, beispielsweise das Bereitstellen einer hochauflösenden und lichtintensiven Kamera. H ierdurch wer- den bereits hohe Kosten begründet. Darüber hinaus erfordert das gezielte Ti I- gen eines I nsekts anhand der Detektion mittels eines Kamerabildes aufwendige Berechnungsverfahren sowie optische Ablenkeinheiten für den Tilgungsstrahl, um mit der notwendigen Geschwindigkeit und Genauigkeit das I nsekt mit Ti I- gungsstrahlung beaufschlagen zu können . Wird hingegen ein großflächiges Ab- senden von Tilgungsstrahlung beabsichtigt, so sind erhebliche I ntensitäten er- forderlich , welche insbesondere für die Augen eines Menschen eine Gefährdung darstellen können .
Die vorliegende Erfindung basiert auf einer konstruktiven Alternative, welche eine erhebliche Vereinfachung und somit Kostenreduzierung und geringere Feh- leranfäll igkeit bewirkt: Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Ablen k- einheit vorgesehen , mittels welcher der Messstrahl derart abgelenkt wird , dass er eine Detektorfläche des Messtrahl-Detektors überstreicht. Befindet sich nun ein Fluginsekt im Strahlengang zwischen Ablenkeinheit und Messtrahl-Detektor, so ist eine Detektion in gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik einfa- cher und fehlerunanfälliger Weise möglich . Ein wesentlicher Aspekt der vorlie- genden Erfindung ist somit darin begründet, dass die U nterbrechung oder zu- mindest Abschwächung des Messstrahls durch ein Fluginsekt zur Detektion des Fluginsekts verwendet wird . Es ist somit insbesondere nicht zwingend notwen- dig, eine kostenaufwendige Kamera mit einem hochauflösend und mit hoher Ge- schwindigkeit arbeitenden CCD-Chip zu verwenden .
Bisher wurde jedoch angenommen , dass für eine derartige Anwendung Detekto- ren mit einer ausreichenden Detektorfläche und einer ausreichenden Detekti- onsgeschwindigkeit nicht oder zumindest nicht kostengünstig verfügbar sind .
Bevorzugt ist das Photodetektorelement daher als ein Detektorelement aus der nachfolgenden Gruppe ausgebildet, wobei in Klammern jeweils eine Referenz für eine bevorzugte Ausbildung angegeben ist:
Perowskit-Photodetektorelement
(DO I : 1 0.1 038/ncomms6404),
GaAs-basiertes Photodetektororelement
(DOI : 1 0.1 1 09/LPT.201 8.281 5273), insbesondere in Dünnschicht- Ausbildung (DOI : 1 0.1 038/srep301 07)
- Si-P I N - Photodetektororelement
(kommerziell erhältlich),
- ein auf amorphem Silizium basiertes Photodetektorelement
(DO I : 1 0.1 063/1 .360827), - ein CI GS Photodetektorelement
(DO I : 1 0.1 039/C7TC01462G) ,
Graphen Photodetektorelement
(DO I : 1 0.1 038/nnano.2009.292),
- ein Photodetektororelement basierend auf der organischen Photovoltaik (DOI : 1 0.1 364/optica.2.000607).
Besonders vorteilhaft ist es, dass der Messtrahl-Detektor ein Perowskit- Photodetektorelement aufweist: Vorzugsweise ist das Photodetektorelement als Perowskit-Photodetektorelement ausgebildet. Solche Perowskit-Elemente sind bisher lediglich in der Verwendung zur Stromerzeugung, das heißt in der Ver- wendung als Solarzelle, bekannt. Ein wesentlicher Vorteil von solchen
Perowskit-Elementen ist jedoch , dass eine vergleichsweise schnelle Ladungs- trägerabführung erfolgt und somit schnelle Schaltzeiten , insbesondere schnelle Detektionszeiten für I ntensitätsänderungen einer auf eine Detektorfläche des Perowskit-Photodetektorelements auftreffenden Strahlung erzielt werden .
Zur Ausbildung des Perowskit-Photodetektorelementes kann hierbei auf die vor- bekannte Ausbildung von Perowskit-Solarzellen zurückgegriffen werden , wie beispielsweise in DE 1 0 201 3 21 6848 A1 beschrieben . Aus der EP 0 1 76 358 B 1 ist zudem eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer Lichtquelle und einem Ab- lenkmittel in Form eines rotierenden , polygonalen Spiegels bekannt.
I m Gegensatz zu der vorbekannten Vorrichtung wird bei der vorliegenden Erfin dung somit der Messstrahl mittels einer Ablenkeinheit derart abgelenkt, dass er die Detektorfläche des Messtrahl-Detektors überstreicht. Es bildet sich somit zwischen Ablenkeinheit und Detektorfläche ein Detektionsbereich aus. Befindet sich ein Fluginsekt in diesem Detektionsbereich und wird von dem Messstrahl getroffen , so verringert sich die auf den Messtrahl-Detektor auftreffende Strah- lung. Mittels der Auswerteeinheit kann in unaufwendiger Weise eine derartige Signaländerung des Signals des Messtrahl-Detektors ermittelt werden .
Es ist hierbei wünschenswert, kleinere, sich bewegende Objekte von demge- genüber sich langsam bewegenden und/oder größeren Objekten zu unterschei- den . Die Auswerteeinheit der vorliegenden Erfindung ist daher ausgebildet, um eine Abschwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Messstrahls zwischen Ablenkeinheit und Detektorfläche zu ermitteln . Die Abschwächungs-Zeitdauer ist ein Maß für Größe und Geschwindigkeit des detektierten Objekts: Kleinere und schnellere Objekte erzeugen eine kürzere U nterbrechung des Messstrahls ge- genüber langsameren und/oder größeren Objekten .
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher abhängig von der ermittelten Abschwächungs-Zeitdauer die Tilgungslichtquelle zur Abgabe eines Tilgungs- strahl-l mpulses angesteuert.
H ierdurch kann in einfacher Weise vermieden werden , dass ein Tilgungsstrahl- I mpuls abgegeben wird , wenn beispielsweise ein Mensch sich durch den Strah- lengang des Messstrahls zwischen Ablenkeinheit und Messtrahl-Detektor hin- durchbewegt.
Die vorangehend beschriebene Klassifizierung von Objekten , welche mittels Ti I- gungsstrahlung beaufschlagt werden sollen anhand der Zeitdauer der Unterbre- chung des Messstrahls, erfordert eine hohe zeitliche Detektionsgenauigkeit für kurze Messstrahlunterbrechungen . Die vorliegende Erfindung beruht somit ebenfalls auf der Verwendung eines Perowskit-Photodetektorelementes zur De- tektion einer Messstrahlunterbrechung durch ein Fluginsekt, da hierdurch eine Detektion in ausreichend kurzen Zeitskalen kostengünstig möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Ti I- gungsstrahlung weist die Verfahrensschritte auf:
Erzeugen eines Messstrahls und Ablenken des Messstrahls, so dass der Messstrahl eine Detektorfläche eines Messtrahl-Detektors mit einem Pho- todetektorelement überstreicht;
Detektieren der Abschwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Mess- strahls mittels des Messtrahl-Detektors und
Erzeugen eines Tilgungsstrahl-I mpulses, wenn die Abschwächungs- Zeitdauer in einem vorgegebenen Bereich liegt.
H ierdurch ergeben sich die hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ge- nannten Vorteile. Es ist wünschenswert, dass Fluginsekten in einer ausgedehnten Fläche detek- tiert werden können . Vorteilhafterweise weist die Detektorfläche des Messtrahl- Detektors daher eine Länge von zumindest 1 0 cm , bevorzugt zumindest 0,5 m , insbesondere von zumindest 1 m auf. Bevorzugt überstreicht der Messstrahl die Detektorfläche über die vorgenannte Länge, sodass der Detektor zwischen Ab- lenkeinheit und Detektorfläche eine entsprechend große Detektorfläche über- streicht, innerhalb derer Fluginsekten detektiert werden können .
Vorzugsweise überstreicht der Messstrahl die Detektorfläche mit einer ausrei- chend hohen Geschwindigkeit, sodass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass jedes Fluginsekt, welches die von dem Messstrahl überstrichene Fläche zwischen Ablenkeinheit und Messtrahl-Detektor durchfliegt, auch detektiert wird . H ierdurch ergeben sich aufgrund der geringen Größe von Fluginsekten , insbe- sondere von den besonders relevanten Stechmücken , entsprechend ku rze Un- terbrechungs-Zeitdauern bei U nterbrechen des Messstrahls durch ein Flugin- sekt. Für typische Anwendungen liegt der Zeitraum , in welchem das Fluginsekt den Messstrahl unterbricht, bei unter 1 0 ps. I n bevorzugten Anwendungen unter 0,5 ps, bis hin zu unter 0, 1 ps. Bevorzugt ist daher eine Obergrenze unter 1 0 ps insbesondere unter 0,5 ps, bevorzugt unter 0, 1 ps vorgegeben .
Vorteilhafter Weise ist daher mittels der Auswerteeinheit eine Obergrenze für die Abschwächungs-Zeitdauer im Bereich 0, 1 ps bis 20 ps vorgebbar. Wird nun beispielsweise eine Obergrenze von 1 0 ps für die Abschwächungs-Zeitdauer vorgegeben , so wird kein Tilgungsstrahl-I mpuls abgegeben, wenn eine U nter- brechung des Messstrahls länger als 1 0 ps andauert. H ierdurch ist ausge- schlossen , dass die U nterbrechung des Messstrahls durch einen Menschen ei- nen Tilgungsstrahl-I mpuls auslöst.
I n einer vorteilhaften Ausführungsform sind Tilgungsstrahlquelle und Ablenkein- heit derart zusammenwirkend angeordnet, dass der Tilgungsstrahl mittels der Ablenkeinheit ablenkbar ist. Hierdurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Aufbaus, welche somit die Kosten und die Fehleranfälligkeit reduziert. I n dieser vorteilhaften Ausführungsform werden somit sowohl Messstrahl als auch Tilgungsstrahl durch dieselbe Ablenkeinheit abgelenkt. I nsbesondere weist die Ablenkeinheit bevorzugt ein bewegliches Spiegelele- ment auf. Mittels des beweglichen Spiegelelementes kann in einfacher Weise der Messstrahl derart abgelenkt werden , dass er die Detektorfläche des
Messtrahl-Detektors überstreicht. Ebenso kann vorteilhafterweise ebenso kon- struktiv unaufwendig der Tilgungsstrahl mittels des Spiegelelements abgelenkt werden .
Vorteilhafterweise erfolgt ein sich wiederholendes, insbesondere bevorzugt ste- tig wiederholendes Ü berstreichen der Detektorfläche durch den Messstrahl, um eine wiederholende, insbesondere stetige Detektion von Fluginsekten zu ermög- lichen .
H ierzu kann das Spiegelelement als ein sich verkippendes Spiegelelement, bei- spielsweise mittels Piezo-Elementen , ausgebildet sein , um das sich wiederho- lende Überstreichen der Detektorfläche zu erzeugen .
I nsbesondere ist es vorteilhaft, das Spiegelelement als rotierendes Spiegelele- ment auszubilden . Ein rotierendes Spiegelelement stellt ein kostengünstiges und technisch unaufwendiges Spiegelelement dar. Beispielsweise kann mit ei- nem Elektromotor ein Spiegelelement gedreht werden . H ierzu sind keine auf- wendigen elektronischen Steuerungen notwendig, verglichen mit beispielsweise der Verwendung von Piezo-Elementen .
I nsbesondere ist es vorteilhaft, das rotierende Spiegelelement als Polyhedron- Spiegelelement auszubilden . Ein solches Spiegelelement weist somit mehrere flächige, bevorzugt ebene Spiegel auf, die um eine gemeinsame Drehachse an- geordnet sind , sodass bei Drehen des Spiegelelements in einer konstanten Drehrichtung in einfacher Weise ein sich wiederholendes Ü berstreichen der De- tektorfläche durch den Messstrahl erzielt werden kann .
Die Verwendung eines beweglichen Spiegelelementes weist einen weiteren Vor- teil auf: I n einer bevorzugter Ausführungsform werden wie zuvor beschrieben sowohl Messstrahl als auch Tilgungsstrahl mittels des beweglichen Spiegelele- mentes abgelenkt. Die Detektion des Fluginsekts erfolgt abhängig von der Zeit- dauer einer Abschwächung des Messstrahls zwischen Ablenkeinheit und Detek- torfläche. Entsprechend erfolgt die Entscheidung, ob ein Tilgungsstrahl-I mpuls abgegeben wird , bevorzugt erst nachdem der Messstrahl nicht mehr durch das Fluginsekt abgeschwächt wird . Bei einem sich kontinuierlich bewegenden Spie- gelelement wird daher zu dem Zeitpunkt, da ein Tilgungsstrahl-I mpuls abgege- ben wird , sich das Fluginsekt nicht mehr im Strahlengang des Messstrahls be- finden . Vorteilhafterweise ist daher vor dem beweglichen Spiegelelement der Strahlverlauf des Tilgungsstrahls nicht parallel zu dem Strahlenverlauf des Messstrahls. Messstrahl und Tilgungsstrahl treffen somit in dieser bevorzugten Ausführungsform in unterschiedlichen Winkeln auf das Spiegelelement auf. H ierdurch kann die Bewegung des Spiegelelementes zwischen Detektion des Fluginsekts, das heißt Unterbrechen des Messstrahls durch das Fluginsekt, und Aussenden des Tilgungsstrahl-I mpulses kompensiert werden , sodass zum Zeit- punkt des Aussendens des Tilgungsstrahl-I mpulses sich das Fluginsekt zwar nicht mehr im Strahlengang des Messstrahls, aufgrund des unterschiedlichen Auftreffwinkels jedoch im Strahlengang des Tilgungsstrahls befindet.
Vorteilhafterweise ist daher vor dem beweglichen Spiegelelement der Strahlen- verlauf des Tilgungsstrahls zu dem Strahlenverlauf des Messstrahls um einen vorgegebenen Winkel in Drehrichtung des beweglichen Spiegelelementes ge- dreht. I nsbesondere ist es vorteilhaft, dass der vorgegebene Winkel derart ge- wählt ist, um eine Drehung des beweglichen Spiegelelementes während einer vorgegebenen Zeitspanne zu kompensieren . Diese Zeitspanne entspricht bevor- zugt der Zeitdauer zwischen Abschluss der Unterbrechung des Messstrahls durch das Fluginsekt und Aussenden des Tilgungsstrahl-I mpulses.
Vorteilhafterweise wird das Auftreffen von Messstrah l und Tilgungsstrahl in ei- nem unterschiedlichen Winkel auf das Spiegelelement in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erzielt, dass Messstrahlquelle und Tilgungsstrahlquelle derart angeordnet sind , dass Messstrahl und Tilgungsstrahl in dem gewünschten Winkel auf das Polyhedron-Spiegelelement 9 auftreffen . Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, mittels optischer Elemente wie beispielsweise einem oder mehrerer Spiegel Messstrahl und/oder Tilgungsstrahl derart abzulenken , dass sie in dem gewünschten Winkel auf das Spiegelelement auftreffen .
I n einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Strahlengang von Messstrahl und Tilgungsstrahl ein Strahlteilerelement, bevorzugt ein teildurchlässiger Spiegel , insbesondere bevorzugt ein halbdurchlässiger Spiegel (I ntensitätsaufteilung 50 zu 50) angeordnet, so dass Mess- und Tilgungsstrahl jeweils in zwei Teilstrah- len aufgespaltet werden und , bevorzugt mittels weiterer optischer Elemente (wie beispielsweise eines weiteren Spiegels) werden beide Teilstrahlen in dem vor- gegebenen Winkel auf das optische Spiegelelement geleitet. I n dieser bevorzug- ten Ausführungsform treffen somit sowohl bei Messstrahl, als auch bei Tilgungs- strahl jeweils zwei Teilstrahlen in dem vorgegebenen Winkel auf das Spie- gelelement auf. Auch hierdurch kann eine Weiterdrehung des Spiegelelementes zwischen Detektion und Aussenden des Tilgungsstrahl-I mpulses kompensiert werden : Vorteilhafterweise ist der Winkel zwischen den beiden Teilstrahlen des Messstrahls und des Tilgungsstrahls derart gewählt, dass der Strahlenverlauf des einen Teilstrahls nach Reflektion nach Weiterdrehen des Spiegelelementes um eine Zeitspanne zwischen Detektion des Moskitos und Aussenden des Ti I- gungsstrahl-l mpulses dem Strahlverlauf des anderen Teilstrahls ebenfalls nach Reflektion entspricht. Auch hierdurch ist somit gewährleistet, dass der Tilgungs- strahl-l mpuls zumindest näherungsweise an dem Ort auftritt, an welchem der Moskito detektiert wurde.
Vorteilhafterweise erfolgt das Ablenken des Messstrahls durch die Ablenkeinheit mit einer hohen Geschwindigkeit, sodass sich das Fluginsekt im Zeitraum zwi- schen U nterbrechen des Messstrahls und Absenken des Tilgungsstrahl- I mpulses nur geringfügig weiterbewegt. Bevorzugt wird daher der Messstrahl durch die Ablenkeinheit mit einer Winkelgeschwindigkeit im Bereich von 300 rad s 1 bis 1 0000 rad s 1, insbesondere im Bereich von 700 rad s 1 bis 3000 rad s 1 ab- gelenkt.
I n einer bevorzugten Ausführungsform ist die Detektorfläche des Detektorele- mentes durch eine Detektorfläche des Photodetektorelementes gebildet. Bevor- zugt ist das Photodetektorelement, insbesondere das Perowskit- Photodetektorelement daher als streifenartiges Detektorelement ausgebildet, mit einer Detektorfläche, welche ein hohes Aspektverhältnis von Länge zu Breite aufweist. Wie zuvor beschrieben , ist die Länge der Detektorfläche bevorzugt > 1 0 cm , bevorzugt > 0,5 m , insbesondere bevorzugt > 1 m . I nsbesondere lie gen bevorzugte Längen > 2 m , > 5 m oder > 1 0 m im Rahmen der Erfindung.
Wie eingangs beschrieben , weist ein Perowskit-Detektorelement den Vorteil auf, dass kostengünstig schnell schaltende Detektoren mit einer großflächigen De- tektorfläche ausgebildet werden können . Die vorgenannten vorteilhaften Ausge- staltungen sind daher insbesondere bei Verwendung eines Perowskit- Photodetektorelementes als Photodetektorelement vorteilhaft.
U m Materialkosten zu sparen , ist die Breite der Detektorfläche demgegenüber bevorzugt gering ausgebildet. Vorteilhafterweise weist die Detektorfläche des Messtrahl-Detektors eine Breite kleiner 1 0 cm , bevorzugt kleiner 5 cm , weiter bevorzugt kleiner 1 cm auf.
Die Detektorfläche ist insbesondere bevorzugt als Rechteck ausgebildet. Der Messstrahl überstreicht die Detektorfläche bevorzugt entlang einer Linie, insbe- sondere bevorzugt entlang einer geraden Linie. Um eine hohe Ausnutzung der Detektorfläche zu erreichen , überstreicht der Messstrahl die Länge des Detek- torfeldes bevorzugt um zumindest 90 %, insbesondere um zumindest 98 %.
I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Detektorfläche des De- tektorelementes durch ein Lichtleitelement lichtleitend mit einer Detektorfläche des Photodetektorelements verbunden . Hierdurch ist eine weitere Materialein- sparung möglich , indem der Messstrahl mittelbar oder bevorzugt unmittelbar auf ein Lichtleitelement trifft, mittels dessen der Messstrahl zu der Detektorfläche des Photodetektorelementes geleitet wird . I n dieser Ausführungsform trifft der Lichtstrahl somit auf eine durch das Lichtleitelement oder ein weiteres vorge- schaltetes optisches Element ausgebildete Detektorfläche auf und wird zu der Detektorfläche des Photodetektorelementes weitergeleitet.
Das Lichtleitelement kann als ein an sich bekanntes optisches Element ausge- bildet sein wie beispielsweise eine Linse. Bevorzugt ist das Lichtleitelement je- doch als ein optisches Bauteil ausgebildet, mittels dessen durch Reflexion an der Grenzfläche des Lichtleiters, insbesondere mittels Totalreflexion , ein Weiter- leiten des Messstrahls erfolgt. Es liegt die Verwendung von Glasfasern als Lichtleitelement im Rahmen der Erfindung. Besonders vorteilhaft ist die Ausbil- dung des Lichtleitelementes als Fluoreszenzkollektor. Ein Fluoreszenzkollektor kann als Plexiglasplatte mit einem Farbstoff ausgebildet sein . Der Aufbau eines Fluoreszenzkollektors ist beispielsweise in Goetzberger, Greubel . Appl. Phys.
14, 123-1 39 (1 977) beschrieben . Bei Weiterleiten des Messstrahls von der Detektorfläche des Detektorelementes mittels eines Lichtleitelementes zu der Detektorfläche des Photodetektorelemen- tes ist bevorzugt die Detektorfläche des Detektorelementes größer, bevorzugt um zumindest einen Faktor 5, weiter bevorzugt um zumindest einen Faktor 1 0 größer als die Detektorfläche des Photodetektorelements, um die vorangehend beschriebene Materialeinsparung zu gewährleisten .
Für d ie vorliegende Erfindung ist es zur genauen Ortsdetektion vorteilhaft, wenn sich der Messstrahl nicht oder nur geringfügig aufweitet. I nsbesondere ist eine Aufweitung des Messtrahls um weniger als 1 mm auf eine Strahllänge von 1 m vorteilhaft. Ebenso ist es zur Bündelung der Tilgungsenergie eine Aufweitung des Tilgungsstrahls um weniger als 1 mm auf eine Strahllänge von 1 m bevor- zugt von 3 m vorteilhaft.
Laser bieten eine hohe Energiedichte, eine geringe Strahlaufweitung und schnelle Schaltzeiten .
Vorteilhafterweise ist die Messstrahlquelle als Laser ausgebildet, insbesondere bevorzugt als Diodenlaser, da dieser einen kostengünstigen und robusten Auf- bau bietet.
Alternativ und insbesondere bevorzugt zusätzlich ist vorteilhafterweise die Ti I- gungsstrahlquelle als Laser, bevorzugt als Diodenlaser, ausgebildet, des Weite- ren sind Nd :YAG Laser oder ähnliche verwendbar.
Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die Detektion des Fluginsekts mittels des Messstrahls und die Tilgung mittels des Tilgungsstrahls. Der Messstrahl kann daher bevorzugt gegenüber dem Tilgungsstrahl eine geringere Energiedichte aufweisen , sodass keine oder allenfalls eine sehr geringfügige Gefährdung durch den Messstrahl besteht und darüber hinaus ein geringerer Energiever- brauch erzielt wird .
U m einerseits einen Messstrahl mit einer geringen I ntensität zu verwenden und andererseits eine gute Signalstärke des Messstrahl-Detektors zu erzielen , wird der Messstrahl in einer bevorzugten Ausführungsform moduliert, insbesondere bevorzugt mit einer Trägerfrequenz, bevorzugt mit einer Trägerfrequenz größer 50 M Hz. Vorteilhafterweise weist die Auswerteeinheit einen elektronischen Filter auf, welcher selektiv auf die Modulation des Messstrahls abgestimmt ist.
Der Tilgungsstrahl-I mpuls ist bevorzugt ku rz gewählt, sodass während des Til- gungsstrahl-l mpulses keine oder nur eine geringfügige Ablenkung des Tilgungs- strahls erfolgt.
Vorteilhafterweise weist der Tilgungsstrahl-I mpuls eine Zeitdauer kleiner 1 ps, insbesondere kleiner 0, 1 ps auf. Es liegt im Rahmen der Erfindung, als Ti I- gungsstrahlquelle einen Pulslaser zu verwenden , insbesondere vorteilhafter- weise als Tilgungsstrahl-I mpuls lediglich einen Puls des Pulslasers auszusen- den und weiter bevorzugt zwischen weiteren Pulsen eine Totzeit, bevorzugt im Bereich 0,5 s bis 5 s, insbesondere 0,5 s bis 2 s, bevorzugt 1 s, vorzusehen . Nach aussenden eines Tilgungsstrahl-I mpulses kann in dieser vorteilhaften Aus- führungsform somit erst nach Ablauf der Totzeit der nächste Tilgungsstrahl- I mpuls ausgesandt werden .
H ierdurch verringert sich das Risiko, dass durch ein fehlerhaftes Absenden ei- nes Tilgungsstrahl-I mpulses oder einen fehlerhaften Strahlverlauf der Tilgungs- strahl-l mpuls auf ein Auge eines Menschen auftrifft.
I n einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Einheitsstrah l- quelle auf, welche sowohl Messstrahlquelle, als auch Tilgungsstrahlquelle ist. I n dieser vorteilhaften Ausführungsform wird somit eine weitere Kostenreduzierung und Ausfallsicherheit reduziert, indem lediglich eine Strahlungsquelle bereitge- stellt werden muss. Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Strahlintensi- tät-Steuereinheit für die Einheitsstrahlquelle auf, welche mit der Auswerteeinheit verbunden ist, um abhängig von Steuersignalen der Auswerteeinheit einen Messstrahl mit einer Messstrahlintensität oder einen Tilgungsstrahl mit einer gegenüber der Messstrahlintensität erhöhten Tilgungsstrahlintensität, insbeson- dere einen Tilgungsstrahl-I mpuls, mittels der Einheitsstrahlquelle zu erzeugen .
Die Leistungsdichten des Messstrahls liegen bevorzugt im Bereich 1 0 mW/cm2 bis 300 mW/cm2 Die Energiedichten des Tilgungsstrahl-I mpulses liegen bevor- zugt im Bereich 0, 1 mJ/cm2 bis 1 00 mJ/cm2, insbesondere von 0, 1 mJ/cm2 bis 1 mJ/cm2 für ultraviolettes und sichtbares Licht unterhalb roten Lichts und/oder bevorzugt im Bereich von 1 0 mJ/cm2 bis 1 00 mJ/cm2 für rotes und infrarotes Licht. Bevorzugt liegen die Energiedichten des Tilgungsstrahl-I mpulses im Be- reich von 0, 1 mJ/cm2 bis 1 mJ/cm2 für Wellenlängen im Bereich (250 nm bis un- terhalb 700 nm) und/oder bevorzugt im Bereich von 1 0 mJ/cm2 bis 1 00 mJ/cm2 für Wellenlängen im Bereich (700 nm bis 1 500 n m).
Die Wellenlänge des Messstrahls liegt bevorzugt im Bereich 300 nm bis 800 n m. Die Wellenlänge des Tilgungsstrahls liegt bevorzugt im Bereich 250 nm bis 1 500 nm , insbesondere im Bereich 250 nm bis 700 nm (ultraviolettes und sicht- bares Licht bis zum roten Lichtbereich) und im Bereich von 700 nm bis 1 500 nm (rotes und infrarotes Licht).
Vorteilhafterweise ist im Strahlengang des Messstrahls und des Tilgungsstrahls zwischen Ablenkeinheit und Messstrahl-Detektor zumindest ein ortsfestes Spie- gelelement, bevorzugt ein gekrümmtes, insbesondere bogenförmiges Spie- gelelement angeordnet. Hierdurch kann der von dem Messstrahl überstrichene Bereich , innerhalb dessen ein Fluginsekt detektiert werden kann , einer ge- wünschten Geometrie angepasst werden . So kann über eine geeignete Anord- nung und Ausbildung von Spiegelelementen zwischen Ablenkeinheit und Mess- strahl-Detektor eine Fläche überstrichen werden , welche der Oberfläche eines Halbzylinders oder vier oder fünf aneinandergrenzenden Flächen eines Quaders entspricht, sodass ein Schutz vor Fluginsekten nach Art der räumlichen Ausge- staltung eines Moskitonetzes verwirklicht werden kann .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren überstreicht der Messstrahl die Detek- torfläche bevorzugt auf einer Länge von zumindest 1 0 cm , bevorzugt zumin- dest 0,5 m , insbesondere zumindest 1 m , um die vorgenannten Vorteile zu er- zielen .
I n einer bevorzugten Weiterbildung der zuvor beschriebenen bevorzugten Aus- führungsform mit einem beweglichen Spiegelelement befindet sich zum Zeit- punkt der Detektion einer Abschwächung des Messstrahls, welche zu einer Ab- gabe eines Tilgungsstrahl-I mpulses führen soll , ein Spiegel des Spiegelele- ments in einer Orientierung relativ zur Messstrahlquelle, bei welcher der Mess- strahl auf das Fluginsekt trifft. Der Tilgungsstrahl-I mpuls wird in dieser bevor- zugten Ausführungsform abgegeben , sobald sich ein Spiegel des Spiegelele- ments in derselben zuvor beschriebenen Orientierung befindet. Dies ist insbe- sondere der Fall , wenn das Spiegelelement nach Detektion des Fluginsekts eine 360°-Rotation um die Drehachse des Spiegelelements durchgeführt hat.
I n einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen , dass eine Drehpo- sitionsbestimmeinheit der Vorrichtung die Orientierung des Spiegelelements re- lativ zur Messstrahlquelle bestimmt, vorzugsweise in Abhängigkeit von Para- menten wie beispielsweise einer Drehgeschwindigkeit des Spiegelelements, ei- ner Drehzeitdauer des Spiegelelements, einer zurückgelegten Drehstrecke des Spiegelelements oder einer Kombination dieser Parameter. Die Drehpositions- bestimmeinheit ist mit der Auswerteeinheit verbunden und zusammenwirkend ausgebildet, um die Tilgungsstrahlquelle derart zu steuern , dass - wie zuvor beschrieben - ein Tilgungsstrahl-I mpuls abgegeben wird , sobald sich ein Spie- gel des Spiegelelements in derselben zuvor beschriebenen Orientierung befin- det, insbesondere, sobald das Spiegelelement nach Detektion des Fluginsekts eine 360°-Rotation um die Drehachse des Spiegelelements durchgeführt hat.
Wie zuvor beschrieben , werden Messstrahl und Tilgungsstrahl bevorzugt mittels des Ablenkelementes abgelenkt.
I m Sinne der vorliegenden Anmeldung beschreibt die U nterbrechung des Mess- strahls durch das Fluginsekt auch solche Fälle, in welchen die I ntensität des Messstrahls durch die U nterbrechung nicht vollständig reduziert wird , sondern lediglich teilweise abgeschwächt wird .
Die vorliegende Erfindung weist somit die Vorteile auf, dass Abbildungsfehler in einem optischen System (beispielsweise bei Verwendung einer Kamera) sowie Verzögerungen bei der Detektion bei Verwendung von komplexen optischen De- tektoren und Aufnahme eines ortsaufgelösten Bildes vermieden werden , indem bevorzugt mittels eines sich örtlich verändernden , mittels der Ablenkeinheit ab- gelenkten Laserstrahls, eine Detektion in Transmission des Messstrahls und nicht aufgrund einer Reflexion des Messstrahls erfolgt. H ierdurch kann eine zeit- lich erheblich genauere und unaufwendigere Ortung erfolgen .
H ierdurch können Sicherheitsanforderungen für den Betrieb der Tilgungsstrah l- quelle erheblich verringert werden , sodass beispielsweise ein Einsatz im I nne- ren von Gebäuden möglich wird . Die Verwendung eines Perowskit- Photodetektorelementes, das heißt eines Photodetektorelementes, welches auf Perowskit basiert.
Die Auswerteeinheit weist vorteilhafterweise einen Hochpass auf, um Signalän- derungen , welche kürzer als eine vorgegebene Obergrenze für eine Abschwä- chungs-Zeitdauer sind , zu ermitteln . Ein solcher Hochpass ist ebenfalls kos- tenunaufwendig und robust ausbildbar.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung ein Totzeitelement auf, welches der Ti I- gungsstrahlquelle vorgeschaltet ist und eine Mindestpausendauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tilgungsstrahl-I mpulsen vorgibt. Alternativ oder bevorzugt zusätzlich ist das Totzeitelement darüber hinaus ausgebildet, die Zeitdauer des Tilgungsstrahl-I mpulses auf eine maximale Zeitdauer zu begrenzen . Insbeson- dere wird die Tilgungsstrahlquelle bevorzugt betrieben über ein vorgeschaltetes Ladeelement als Totzeitelement, bevorzugterweise ein Widerstands- Kondensator-Element, um ein unbeabsichtigtes mehrmaliges und/oder längeres Tilgungssignal zu vermeiden .
Bevorzugt ist das Totzeitelement ausgebildet für eine Mindestpausendauer im Bereich 0, 1 s bis 1 0 s zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tilgungsstrahl- I mpulsen ausgebildet. Alternativ oder bevorzugt zusätzlich ist das Totzeitele- ment für eine maximale Zeitdauer eines Tilgungsstrahl-I mpulses im Bereich 0,5 s bis 2 s ausgebildet.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 1 a eine Detailvergrößerung aus Figur 1 ;
Figur 1 b eine alternative Ausgestaltung der Detailvergrößerung gemäß Figur
1 a;
Figuren 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele von Messstrahl-Detektoren ;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Perowskit-Photodetektorelements und
Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung.
I n den Figuren sind schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellungen ge- zeigt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemen- te.
Das in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Be- aufschlagung eines Fluginsekts, vorliegend ein Moskito M, mit Tilgungsstrah lung weist eine Messstrahlquelle 1 und eine Tilgungsstrahlquelle 2 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einheitsstrahlquelle 3 vorgesehen , welche somit sowohl als Messstrahlquelle 1 als auch als Tilgungsstrahlquelle 2 verwendet wird . Die Vorrichtung weist eine Auswerteeinheit 4, welche gleichzeitig als Steuereinheit für die Einheitsstrahlquelle 3 ausgebildet ist.
Ein Messstrahl-Detektor 5 der Vorrichtung weist zwei als Perowskit- Photodetektorelemente 6 und 7 ausgebildete Photodetektorelemente auf.
Die Vorrichtung weist weiterhin eine Ablenkeinheit 8 auf. Die Ablenkeinheit 8 weist ein bewegliches Spiegelelement auf, welches als Polyhedron- Spiegelelement 9 ausgebildet ist. Senkrecht zu einer Drehachse 9a des Po- lyhedron-Spiegelelementes weist dieses somit die Querschnittsfläche eines gleichförmigen Achtecks auf. An den Außenseiten des Polyhedron- Spiegelelementes 9 sind somit acht Spiegelflächen ausgebildet. Die Ablenkein- heit 8 weist weiterhin einen Motor, vorliegend einen Elektromotor, auf, um das Polyhedron-Spiegelelement 9 um die Drehachse 9a in der mittels eines Pfeils dargestellten Drehrichtung zu drehen .
Die Perowskit-Photodetektorelemente 6 und 7 sind in einem rechten Winkel zu- einander angeordnet und weisen jeweils entlang der längeren Seite, welche der Ablenkeinheit 8 zugewandt ist, eine Detektorfläche auf. Die Detektorflächen ste- hen somit senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1 . Das Perowskit- Photodetektorelement 6 weist eine Länge L1 von 1 m auf und das Perowskit- Element 7 eine Länge L2 von 2 m . Die Breite der Detektorflächen der Perowskit- Photodetektorelemente 6 und 7 (somit senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1 ) beträgt 1 cm .
I n diesem Ausführungsbeispiel bilden somit die beiden Detektorflächen der Perowskit-Photodetektorelemente 6 und 7 die Detektorfläche des Messstrahl- Detektors.
Mittels der Auswerteeinheit 4 wird nun die Einheitsstrahlquelle 3 derart gesteu- ert, dass sie einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 532 nm und einer Lichtintensität von 1 00 mW/cm2 kontinuierlich aussendet und somit als Mess- strahlquelle 1 dient.
Der hierdurch erzeugte Messstrahl 1 a wird durch das Polyhedron- Spiegelelement 9 an der Ablenkeinheit 8 reflektiert und überstreicht somit so- wohl die Detektorfläche des Perowskit-Photodetektorelementes 6 als auch des Perowskit-Photodetektorelementes 7. Bei kontinuierlicher des Polyhedron- Spiegelelement 9 um die Drehachse 9a in der dargestellten Drehrichtung erfolgt somit ein kontinuierliches Überstreichen der Detektorflächen in der Darstellung gemäß Figur 1 ausgehend von rechts unten nach rechts oben und von rechts oben nach links oben , bevor sich dieser Vorgang mit der nachfolgenden Spie- gelfläche des Polyhedron-Spiegelelementes 9 wiederholt.
Beispielhaft ist die Änderung des Strahlverlaufs des Messstrahls 1 a durch einen Messstrahl 1 a‘ zu einem späteren Zeitpunkt dargestellt.
Das Polyhedron-Spiegelelement 9 rotiert mit einer konstanten Drehungsge- schwindigkeit, sodass sich für den Messstrahl 1 a zwischen Polyhedron- Spiegelelement 9 und Messstrahl-Detektorflächen eine Winkelgeschwindigkeit von 1 571 rad s 1 ergibt. Befindet sich nun ein Moskito M (stark vergrößert dar- gestellt) in dem Bereich , welcher sich von dem Messstrahl 1 a zwischen Ablenk- einheit 8 und Detektorfläche des Messstrahl-Detektors befindet, so unterbricht der Moskito M den Messstrahl 1 a oder verringert zumindest dessen I ntensität. Aufgrund der hohen Winkelgeschwindigkeit bedingt durch die hohe Drehungs- geschwindigkeit des Polyhedron-Spiegelelementes 9 beträgt die Zeitdauer die- ser U nterbrechung des Messstrahls 1 a durch den Moskito M vorliegend lediglich einen Wert im Bereich von 6 ps bis 0,2 ps, abhängig vom Abstand des Moskitos 1 zu dem Polyhed ron-Spiegelelement 9.
Die Signalausgänge der Perowskit-Photodetektorelemente 6 und 7 sind parallel- geschaltet und mit der Auswerteeinheit 4 signalleitend verbunden . Eine U nter- brechung des Messstrahls 1 a durch den Moskito M führt somit zu einem Signal- einbruch zwischen einem Zeitpunkt T1 und T2, wie schematisch im unteren Be- reich von Figur 1 dargestellt.
Die Auswerteeinheit 4 ist ausgebildet, um solch einen Signaleinbruch und somit solch eine Abschwächung des Messstrahls 1 a zwischen Ablenkeinheit 8 und Detektorfläche des Messstrahl-Detektors 5 zu ermitteln . Die Auswerteeinheit 4 weist weiterhin einen Bandpassfilter auf, um Messstrahlunterbrechungen im Be- reich 8 ps ps bis 0, 1 ps zu filtern . Liegt eine Messstrahlunterbrechung mit einer Dauer in diesem Bereich vor, so steuert die Auswerteeinheit 4 die Einheits- strahlquelle 3 derart, dass ein Laserstrahlimpuls mit einer Länge von 1 ps, einer Wellenlänge von 1 064 nm und einer Lichtintensität von 30 mJ/cm2 mittels der Einheitsstrahlquelle 3 ausgesandt wird . I n diesem Modus dient die Einheits- strahlquelle 3 somit als Tilgungsstrahlquelle 2 zur Aussendung eines Tilgungs- strahl-l mpulses.
Der Tilgungsstrahl-I mpuls dient zur Tilgung des Moskitos M.
Bei Detektion des Moskitos M mittels des Messstrahls 1 a befindet sich das Po- lyhedron-Spiegelelement 9 in einer Orientierung relativ zur Messstrahlquelle 1 , in welcher Orientierung der Messtrahl 1 a in einem ersten Winkel auf eine Spie- gelfläche des Polyhedron-Spiegelelementes 9 auftrifft.
I n einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Tilgungsstrahl-I mpuls abgegeben , wenn sich eine Spiegelfläche des Polyhedron-Spiegelelementes 9, erneut in dieser Orientierung befindet.
Dies ist insbesondere der Fall , wenn das Polyhedron-Spiegelelementes 9 nach der Detektion des Moskitos M eine 360°-Rotation um die Drehachse 9a durchge- führt hat. I m Falle eines Polyhedron-Spiegelelementes 9 mit einer regelmäßigen n-eckigen Querschnittsfläche erfolgt die gewünschte Orientierung auch nach Rotation um einen Winkel 360°-geteilt durch n oder ganzzahligen Vielfachen desselben . Bei einem Polyhedron-Spiegelelement 9 mit achteckigem Quer- schnitt ist diese Bedingung erfüllt für den Fall einer 45°-Rotation des Polyhed- ron-Spiegelelements 9 um die Drehachse 9a, oder für ganzzahlige Vielfache dieser 45°-Rotation .
Vorteilhafterweise werden , wie schon zuvor erwähnt, Messstrahl 1 a und Ti I- gungsstrahl-l mpuls von der Einheitsstrahlquelle 3 erzeugt, sodass der Tilgungs- strahl-l mpuls abgegeben wird , sobald sich eine Spiegelfläche des Polyhedron- Spiegelelementes 9 in einer Orientierung relativ zu der Einheitsstrahlquelle 3 befindet, in welcher die Detektion des Moskitos M mittels des Messstrahls er- folgte.
Die relative Orientierung des Polyhedron-Spiegelelement 9 zur Messstrahlquel- le 1 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Drehpositionsbe- stimmeinheit bestimmt. Die Drehpositionsbestimmeinheit bestimmt die Orientie- rung in Abhängigkeit von Paramenten wie beispielsweise einer Drehgeschwin- digkeit des Polyhedron-Spiegelelementes 9, einer Drehzeitdauer des Polyhed- ron-Spiegelelementes 9, einer zurückgelegten Drehstrecke des Polyhedron- Spiegelelementes 9 oder Kombinationen dieser Parameter.
I n Figur 1 ist zur besseren Ü bersichtlichkeit der Strahlverlauf zwischen Einheits- strah lquelle 3 und Ablenkein heit 8 lediglich schematisch und ohne Details von optischen Komponenten dargestellt. Figur 1 a zeigt daher einen Detailausschnitt zu r detaillierteren Darstellung dieses Teilbereichs:
Die Ablenkeinheit 8 umfasst zusätzlich zu dem Polyhedron-Spiegelelement 9 zwei Spiegelelemente 1 9 und 20. Das Spiegelelement 1 9 ist als halbdurchlässi- ges Spiegelelement ausgebildet, d . h . etwa 50% der Strahlintensität eines aus der Einheitsstrahlquelle 3 austretenden Lichtstrahls folgt einem Strahlengang gemäß Teilstrahl 21 , wird an der Spiegelfläche 9c (durchgezogene Linie) des Polyhedron-Spiegelelementes 9 gemäß Teilstrahl 24 reflektiert. Weitere etwa 50% der Lichtintensität folgen nach zusätzlicher Ablenkung durch Spiegel 20 dem Strahlengang des Teilstrahls 22 und werden entsprechend gemäß Teil- strahl 23 reflektiert. I n diesem Ausführungsbeispiel werden somit zwei Teilmessstrahlen des mittels der Einheitsstrahlquelle 3 erzeugten Messstrahls 1 a ausgesandt, wobei ein ers- ter Teilmessstrahl entlang des Strahlengangs 24 mit etwa 50% I ntensität des Ausgangsstrahls und ein zweiter Messstrahl entlang des Strahlengangs 23, ebenfalls mit etwa 50% der I ntensität des Ausgangsstrahls ausgesandt wird . Aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeit des Polyhedron-Spiegelelementes 9 ist zur Detektion des Moskitos M jedoch lediglich der erste Teilstrahl gemäß Strahlengang 24 relevant: Es ist nahezu ausgeschlossen , dass ein Moskito M erst nach Durchgang des Messstrahls gemäß Strahlengang 24 in den Detekti- onsbereich eintritt und somit ausschließlich durch den zweiten Teilstrahl des Messstrahls gemäß Strahlengang 23 detektiert wird . Für die relevanten Fälle erfolgt somit typischerweise ein Überstreichen des Moskitos M und somit eine U nterbrechung sowohl des Messteilstrahls gemäß Strahlengang 24, als auch (nach weiterer Drehung des Polyhedron-Spiegelelementes 9), des zweiten Teil- messstrahls, welcher abhängig von der zwischenzeitlich erfolgten Drehung ei- nen etwas veränderten Strahlverlauf verglichen mit dem Strahlverlauf 23 gemäß Figur 1 a aufweist.
Es ist somit möglich , dass aufgrund der zwei Teilstrahlen bei Detektion des Moskitos M abhängig von der Entfernung des Moskitos M zu dem Polyhedron- Spiegelelement 9 zwei Signaleinbrüche (ein erster Signaleinbruch durch Unter- brechung des ersten Messteilstrahls und ein zweiter Signaleinbruch durch U n- terbrechen des zweiten Messteilstrahls) erfolgen können . Eine ausreichende Funktionalität ist jedoch bereits gegeben , indem lediglich jeweils der erste Sig nalein bruch detektiert wird und wie zuvor beschrieben anschließend ein Ti I- gungsstrahl-l mpuls erzeugt wird . Nach Erzeugen des Tilgungsstrahl-I mpulses ist eine ausreichend lange Zeitspanne überschritten , so dass auch der zweite Messteilstrahl nicht mehr durch den Moskito M unterbrochen wird und somit auch keine zweite Auslösung eines Tilgungsstrahl-I mpulses aufgrund der U nter- brechung durch den zweiten Messteilstrahl erfolgt:
Nachdem der Signaleinbruch durch Unterbrechen des ersten Messteilstrahls gemäß Strahlverlauf 24 detektiert wurde, wird mittels der Einheitsstrahlquelle 3 ein Tilgungsstrahl-I mpuls ausgesandt. Auch der Tilgungsstrahl-I mpuls teilt sich am halbdurchlässigen Spiegel 1 9 in zwei Teilstrahlen auf, welche einerseits den Strahlverlauf 21 und andererseits nach Reflektion am Spiegelelement 20 den Strahlverlauf 22 aufweisen . Zum Zeitpunkt des Aussendens des Tilgungsstrahl- I mpulses hat sich das Polyhedron-Spiegelelement 9 bereits weitergedreht. I n Figur 1 a ist schematisch durch die gestrichelte Linie 9b die gedrehte Stellung der Spiegelfläche 9c des Polyhedron-Spiegelelementes 9 zum Zeitpunkt des Aussendens des Tilgungsstrahl-I mpulses dargestellt. Polyhedron- Spiegelelement 9 sowie die Spiegel 1 9 und 20 sind nun derart zusammenwi r- kend angeordnet, dass der Winkel a, welchen die Teilstrahlen einschließen , in etwa dem Winkel zwischen 9c und 9b entspricht, d . h . in etwa dem Winkel, um welchen sich die Spiegelfläche 9c zwischen Detektion des Moskitos M und Aus- senden des Tilgungsstrahl-I mpulses weiterdrehte.
H ierdurch wird erzielt, dass zum Zeitpunkt des Detektieren des Moskitos ein Strahlverlauf gemäß Teilstrahl 24 bei Reflektion an der Spiegelfläche 9c zum Zeitpunkt des Aussendens des Tilgungsstrahl-I mpulses in etwa dem Strahlver- lauf bei Reflektion an der nun etwas gedrehten Spiegelfläche 9b entspricht, d . h . der Tilgungsstrahlimpuls, welcher entlang Teilstrahl 22 an der Spiegelfläche 9b reflektiert wird , verläuft nach Reflektion in etwa gemäß Teilstrahl 24 in der Da r- stellung gemäß Figur 1 a und trifft somit in etwa am gleichen Ortspunkt auf, an welchem der Moskito M detektiert wurde.
I n Figur 1 b ist eine alternative bevorzugte Ausführungsform an einem alternati- ven Ausführungsbeispiel dargestellt:
I n diesem Ausführungsbeispiel werden zwei getrennte Strahlquellen , eine Mess- strahlquelle 1 und eine Tilgungsstrahlquelle 2 verwendet. Diese sind derart an- geordnet, dass vor Auftreffen auf das Polyhedron-Spiegelelement 9 die Strah- lengänge des Messstrahls 1 a und des Tilgungsstrahls 2a nicht parallel sind , sondern einen Winkel a einschließen . H ierbei ergibt sich für ein Spiegelelement 9c des Polyhedron-Spiegelelementes 9 somit an ein Strahlverlauf 25 vor und 27 nach Reflektion an dem Spiegelelement 9c sowie ein Strahlverlauf gemäß Strahl 26 vor und 28 nach Reflektion an dem Spiegelelement 9c.
Auch hier ist die Anordnung von Messstrahlquelle 1 und Tilgungsstrahlquelle 2 und somit der Winkel a jedoch derart gewählt, dass durch den Winkel a ein Wei- terdrehen des Polyhedron-Spiegelelementes 9 zwischen Detektion des Moskitos M und Aussenden des Tilgungsstrahl-I mpulses zumindest näherungsweise kom- pensiert wird :
Wird beispielsweise bei der Stellung gemäß Spiegelelement 9c (durchgezogene Linie) durch die Messstrahlquelle 1 und einen Messstrahl gemäß der Strahlver- läufe 25 und 27 ein Moskito detektiert (welches dem Messstrahl 27 unterbricht) und anschließend ein Tilgungsstrahl-I mpuls ausgesandt, so erfolgt das Aussen- den des Tilgungsstrahl-I mpulses zu einem Zeitpunkt, an welchem die Spiegel- fläche 9c aufgrund des Weiterdrehen des Polyhedron-Spiegelelementes 9 be- reits verkippt ist, wie schematisch durch die gestrichelte Linie 9b in Figur 1 b dargestellt. Der Tilgungsstrahlimpuls, welcher von der Tilgungsstrahlquelle 2 gemäß dem Strahlengang 26 ausgesandt wird , wird somit in etwa an einer Spie- gelfläche 9b reflektiert, so dass der Strahlengang des Tilgungsstrahl-I mpulses nach Reflektion in etwa ebenfalls gemäß der Strahlrichtung 27 erfolgt.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird somit erreicht, dass der Tilgungs- strahl-l mpuls trotz des Weiterdrehens des Polyhedron-Spiegelelementes 9 zwi- schen Detektion und Aussenden des Tilgungsstrahl-I mpulses näherungsweise am gleichen Ort auftrifft, an welchem der Moskito M detektiert wurde.
I n Figur 2 ist der Aufbau der Perowskit-Photodetektorelemente 6 und 7 schema- tisch dargestellt: Auf einem Substrat 1 0 (vorliegend als Metallfolie), ist ein Pho- tosensorelement 1 1 , welches auf Perowskit basiert, angeordnet. Das Photo- sensorelement 1 1 ist durch eine transparente Abdeckung 12 geschützt.
I n Abbildung 3 ist eine alternative Ausgestaltung für die Photodetektorelemente 6 und 7 dargestellt: H ier sind auf dem Substrat 1 0 zwei auf Perowskit basieren- de Photosensorelemente 1 1 a und 1 1 b angeordnet, die jeweils durch eine trans- parente Abdeckung 12a und 12b geschützt sind . Auf den transparenten Abde- ckungen 12a und 12b befindet sich ein lichtabsorbierendes, fluoreszierendes, lichtleitendes Element 1 3, vorliegend Plexiglas mit Fluoreszenzfarbstoffen . Tritt nun der Messstrahl in das lichtleitende Element 1 3 ein , so wird Licht absorbiert, durch Fluoreszenz re-emittiert und es erfolgt mittels Totalreflexion eine Weiter- leitung über die Abdeckungen 12a oder 12b zu einem der Photosensorelemente 1 1 a oder 1 1 b. I n diesem Ausführungsbeispiel ist die Detektorfläche des Detektorelementes somit durch ein Lichtleitelement, vorliegend das lichtleitende Material 14, licht- leitend mit den Detektorflächen der auf Perowskit basierenden Photosensorele- menten 1 1 a und 1 1 b verbunden .
I n Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Perowskit-Photodetektorelementes 1 1 dargestellt. Figur 4 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Zeichenebene ge- mäß Figur 2 in größerer Detailtiefe. Das Photodetektorelement weist ein trans- parentes Substrat 1 5, vorliegend Glas mit einer Dicke von 2 mm eine transpa- rente, elektrisch leitfähige Schicht 1 6, vorliegend fluordotiertes Zinnoxid , mit einer Dicke von 0,5 pm, eine elektronen- oder löcherselektive Schicht 1 7, vor- liegend poröses Titandioxid , mit einer Dicke von 200 nm , eine weitere elektrisch isolierende poröse Schicht 1 8, vorliegend poröses Zirkonoxid , mit einer Dicke von 1 pm und eine Gegenelektrode 1 9 auf. Die Gegenelektrode 1 6, vorliegend mikronisiertes Graphit mit einer Dicke von 1 0 pm auf. Die Gegenelektrode 1 6 ist durch eine U nterbrechung 1 7 von der transparenten , elektrisch leitfähigen Schicht 1 6 getrennt. Die gestrichelte Linie P umfasst die als Perowskit-Absorber bezeichneten Elemente, welche in die poröse Schicht eingebettet sind . Ein sol- cher beispielhafter Aufbau sowie weitere mögliche Architekturen sind in Wagner et al . , ACS Energy Letters (just accepted) DOI : 1 0.1 021 /acsenergylett.8b00293 und Abate et al . , DOI : 1 0.1 002/chem .201 704507 beschrieben .
I n Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor- richtung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind im Strahlengang des Messstrahls zwischen Ablenkeinheit und Messstrahl-Detektor zwei halbbogen- förmige - und somit gekrümmte - Spiegelelemente angeordnet. Ausgehend von einer Einheitsstrahlquelle mit Ablenkeinheit, vorliegend in Bezugszeichen 20 zusammengefasst, wird ein Messstrahl an die spiegelnde I nnenseite eines ers- ten bogenförmigen Spiegelelementes 21 geleitet. Einheitsstrahlquelle 3 und Ab- lenkeinheit 8 sind analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die I nnenseite des Spiegelelementes 21 weist einen 45°-Winkel zu dem Mess- strahl 1 a auf, sodass dieser parallel zu einer Bodenfläche 22 zu einem zweiten bogenförmigen Spiegelelement 23 weitergeleitet wird . Dieses weist ebenfalls eine spiegelnde Fläche auf, welche im 45°-Winkel zu dem Messstrahl 1 a steht, sodass der Messstrahl zu einem Messstrahl-Detektor 24 geleitet wird und dort auf die Messstrahl-Detektorfläche auftrifft und diese überstreicht. Der Messstrahl 1 a überstreicht somit eine Fläche, welche der Mantel-, Boden- und Deckelfläche eines liegenden , halben Zylinders entspricht. H ierdurch kann somit nach Art eines Moskitonetzes ein Raumbereich vor Fluginsekten geschützt werden .

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung, mit einer Einheitsstrahlquelle (1 ) zum Erzeugen eines Messstrahls, einer Ab- lenkeinheit (8) zum Ablenken des Messstrahls, einer Tilgungsstrahlquelle (2) zum Erzeugen eines Tilgungsstrahls und einem Messtrahl-Detektor, dadurch gekennzeichnet,
dass der Messtrahl-Detektor ein Photodetektorelement (6, 7) aufweist, dass Ablenkeinheit (8) und Messtrahl-Detektor derart angeordnet und zu- sammenwirkend ausgebildet sind , so dass der Messstrahl (1 a) die Detektor- fläche des Messtrahl-Detektors überstreicht,
dass die Vorrichtung eine Auswerteeinheit (4) umfasst, welche mit dem Messtrahl-Detektor und der Tilgungslichtquelle verbunden ist, um eine Ab- schwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Messstrahls zwischen Ab- lenkeinheit (8) und Detektorfläche zu ermitteln und abhängig von der Ab- schwächungs-Zeitdauer die Tilgungslichtquelle zur Abgabe eines Tilgungs- strahl-l mpulses anzusteuern .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Photodetektorelement (6,7) ein Perowskit-Photodetektorelement ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektorfläche des Messstrahl-Detektors eine Länge von zumindest 1 0 cm , bevorzugt zumindest 0,5 m , insbesondere von zumindest 1 m auf- weist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels der Auswerteeinheit (4) eine Obergrenze für die Abschwä- chungs-Zeitdauer im Bereich 0,5 ps bis 20 ps vorgebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Tilgungsstrahlquelle (2) und Ablenkein heit (8) derart zusammenwirkend angeordnet sind , dass der Tilgungsstrahl mittels der Ablenkeinheit (8) ab- lenkbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ablenkeinheit (8) ein bewegliches Spiegelelement, bevorzugt ein ro- tierendes Spiegelelement, insbesondere ein Polyhedron-Spiegelelement (9) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass Messstrahl und Tilgungsstrahl nicht parallel, bevorzugt in einem vorge- gebenen Winkel auf das bewegliche Spiegelelement auftreffen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem beweglichen Spiegelelement der Strahlenverlauf des Tilgungs- strahls nicht parallel zu dem Strahlenverlauf des Messstrahls verläuft, bevor- zugt ist vor dem beweglichen Spiegelelement der Strahlenverlauf des Ti I- gungsstrahl zu dem Strahlenverlauf des Messstrahls um einen vorgegebenen Winkel in Drehrichtung des beweglichen Spiegelelementes gedreht, insbesondere,
dass der vorgegebene Winkel gewählt ist, um eine Drehung des beweglichen Spiegelelementes während einer vorgegebenen Zeitspanne zu kompensie- ren .
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektorfläche des Detektorelementes durch eine Detektorfläche des Perowskit-Photodetektorelements gebildet wird .
1 0. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorfläche des Detektorelements durch ein Lichtleitelement lichtleitend mit einer Detektorfläche des Perowskit-Photodetektorelements verbunden ist, insbesondere dass die Detektorfläche größer, bevorzugt um zumindest einen Faktor 5, weiter bevorzugt um zumindest einen Faktor 10 größer ist als die Detektorfläche des Perowskit-Photodetektorelements.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine Einheitsstrahlquelle (3) aufweist, welche sowohl Einheitsstrahlquelle (1 ), als auch Tilgungsstrahlquelle (2) ist, insbesondere, dass die Vorrichtung eine Strahlintensitäts-Steuereinheit für die Einheits- strahlquelle (3) aufweist, welche mit der Auswerteeinheit (4) verbunden ist, um abhängig von Steuersignalen der Auswerteeinheit (4) einen Messstrahl mit einer Messstrahlintensität oder einen Tilgungsstrahl mit einer gegenüber der Messstrahlintensität erhöhten Tilgungsintensität, insbesondere einen Ti I- gungs-impuls, mittels der Einheitsstrahlquelle (3) zu erzeugen .
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Strahlengang des Messstrahls und des Tilgungsstrahls zwischen Ab- lenkeinheit (8) und Messtrahl-Detektor zumindest ein ortsfestes Spiegelele- ment, bevorzugt ein gekrümmtes, insbesondere bogenförmiges, Spiegelele- ment angeordnet ist,
dass die Detektionsfläche mehrere Ebene Flächen umfasst, insbesondere einen Winkel im Bereich 30° bis 120°, bevorzugt 90° einschließt, und/oder dass die Detektionsfläche entlang von zumindest zwei Randflächen einer Gebäudeöffnung angeordnet ist und/oder
dass die Detektionsfläche entlang von zumindest zwei Wänden eines Rau- mes verläuft.
1 3. Verfahren zur Beaufschlagung eines Fluginsekts mit Tilgungsstrahlung,
mit den Verfahrensschritten
a. Erzeugen eines Messstrahls und Ablenken des Messstrahls, so dass der Messstrahl (1 a) eine Detektorfläche eines Messtrahl-Detektors mit einem Perowskit-Photodetektorelement überstreicht; b. Detektieren der Abschwächungs-Zeitdauer einer Abschwächung des Messstrahls mittels des Messtrahl-Detektors und
c. Erzeugen eines Tilgungsstrahl-I mpulses, wenn die Abschwächungs- Zeitdauer in einem vorgegebenen Bereich liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 1 3 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Messstrahl die Detektorfläche auf einer Länge von zumindest 1 0 cm , bevorzugt zumindest 0,5 m , insbesondere zumindest 1 m über- streicht.
1 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 3 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass Messstrahl (1 a) und Tilgungsstrahl mittels des Ablenkelementes abge- lenkt werden .
1 6. Verwendung eines Perowskit-Photodetektorelementes (6, 7) zur Detektion eines Fluginsekts.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11490609B2 (en) * 2020-06-25 2022-11-08 Satish K. CHerukumalli Mosquito identification classification trap and method to use
US20250008939A1 (en) * 2021-11-17 2025-01-09 Osaka University Irradiation device and irradiation method
WO2025041630A1 (ja) * 2023-08-23 2025-02-27 ソニーグループ株式会社 照射システム、照射制御装置及び照射方法
US12022820B1 (en) * 2023-10-11 2024-07-02 Selina S Zhang Integrated insect control system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0176358A2 (de) 1984-09-28 1986-04-02 Lasertec Corporation Bildaufnahmegerät
US20100186284A1 (en) 2009-01-15 2010-07-29 Hyde Roderick A Photonic fence
WO2013069059A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Feugier Francois Gabriel Pest control system, pest control method and pest control program
DE102013216848A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Langzeitstabile, aus Lösungen abscheidbare photovoltaische Elemente und in-situ-Verfahren zu deren Herstellung
WO2015160958A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Tokitae Llc Photonic fence
WO2017152737A1 (zh) * 2016-03-11 2017-09-14 深圳市镭神智能系统有限公司 一种智能激光灭蚊装置及机器人

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7212129B2 (en) * 1999-07-21 2007-05-01 Dow Agrosciences Llc Devices, systems, and method to control pests
US7212112B2 (en) * 1999-07-21 2007-05-01 Dow Agrosciences Llc Detection and control of pests
KR20100036417A (ko) * 2008-09-30 2010-04-08 옥은호 레이저 해충퇴치 장치
CN102165943A (zh) * 2011-05-03 2011-08-31 袁磊 反射扫掠式激光虫害防治装置
CN102823571A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 中兴通讯股份有限公司 杀昆虫装置及方法
WO2017120196A1 (en) * 2016-01-04 2017-07-13 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus to effect an optical barrier to pests
CN110122452A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 李良杰 激光灭蚊夜灯
CN112425403A (zh) * 2019-08-07 2021-03-02 潘翔 基于生物识别的防除害虫的植物生长光照装置及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0176358A2 (de) 1984-09-28 1986-04-02 Lasertec Corporation Bildaufnahmegerät
US20100186284A1 (en) 2009-01-15 2010-07-29 Hyde Roderick A Photonic fence
WO2013069059A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Feugier Francois Gabriel Pest control system, pest control method and pest control program
DE102013216848A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Langzeitstabile, aus Lösungen abscheidbare photovoltaische Elemente und in-situ-Verfahren zu deren Herstellung
WO2015160958A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Tokitae Llc Photonic fence
WO2017152737A1 (zh) * 2016-03-11 2017-09-14 深圳市镭神智能系统有限公司 一种智能激光灭蚊装置及机器人

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GOETZBERGER, GREUBEL. APPL. PHYS., vol. 14, 1977, pages 123 - 139
WAGNER ET AL., ACS ENERGY LETTERS

Also Published As

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US20210007342A1 (en) 2021-01-14
US11317618B2 (en) 2022-05-03

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