Способ регистрации импульсных излучений

Способ регистрации импульсных излучений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пи 45lI49

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.11.72 (21) 1849489 26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет (51) .Ч. Кл. Н 01l 15, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений Опубликовано 25.11.74. Бюллетень ¹ 43 (53) УДК 621.382(088,8) и открытий

Дата опубликования описания 01.07.75 (72) Автор изобрстения

Ю. Н. H икол аев (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Изобретение относится к полупроводниковой технике.

Известен способ регистрации импульсных излучений по току фотодиода, смещенного в обратном направлении.

Однако диапазон регистрируемых излучений ограничен, так как кванты с энергией меньше энергетической ширины запрещенной зоны не вызывают заметного фотоэффекта.

Цель изобретения — расширить диапазон регистрируемых излучений.

Предлагаемый способ регистрации импульсных излучений по току фотодиода, при котором заполняют энергетические уровни в фоточувствительном слое, расположенном в оптическом резонаторе, неравновесными носителями зарядов, подавая импульс прямого смещения, синхронизованный с импульсом излучения, прикладывают к фотодиоду импульс обратного смещения и регистрируют излучение за время установления равновесного состояния, позволяет решать поставленную задачу.

В этом случае мелкие энергетические уровни запасают неравновесные носители зарядов в течение времени установления равновесного состояния, которое при комнатной температуре достигает нескольких микросекунд, и это позволяет регистрировать излучения с энергиями квантов, соответствующими примесному поглощению. Наличие резонатора позволяет увеличить поглощение на примесях и тем самым улучшить чувствительность фотодиода к принимаемому излучению. Для удобства регистрации и увеличения точности измерений может быть применена мостовая схема, в которой включены два идентичных фотодиода, один из которых освещен.

Способ может быть реализован следующим образом. 0 На фотодиод пз арсенида галлия, в качестве которого, например, использован лазерный диод, с эффективной длиной резонатора, кратной половине длины волны регистрируемого излучения, подается импульс прямого

15 смещения, синхронизованный с импульсом излучения, такой амплитуды, что там осущесгвляется режим высокого уровня инжекции.

В результате энергетические уровни, расположенные в фоточувствительном слое, запасают

20 неравновесные носители заряда, например, доноры запасают электроны, поскольку сеченис захвата электронов мелкими донорами больше, чем сечение захвата дырок. После окончания импульса прямого смещения к фотодиоду

25 прикладывают импульс обратного смещения.

Неравновесные носители зарядов начинают освобождаться теплом, создавая ток во внешней цепи. Скорость их освобождения увеличивается, если на фотодиод попадает импульсное

ЗО излучение, поглощение которого увеличено

451149

Составитель В. Потапов

Техред В. Рыбакова Корректор В. Брыксина

Редактор О. Степина

Заказ 1514/10 Изд. Ме 599 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 благодаря действию резонатора. В результате неравновесный ток фотодиода увеличивается и во внешней цепи регистрируется сигнал, который повторяет форму сигнала импульсного излучения в случае, если длительность последнего много меньше времени установления равновесного состояния и амплитуда недостаточна для заметного опустошения уровней под действием импульса. Сигнал во внешней цепи за счет освобождения неравновесных носителей теплом может быть скомпенсирован для увеличения точности регистрации и увеличения чувствительности, если два идентичных фотодиода включены в мостовую схему и освещается один из них. На фотодиод можно подавать только импульс обратного смещения, синхронизованный с импульсом излучения. В этом случае неравновесные локализованные носители зарядов оказываются в расширившейся области объемного заряда р — и-перехода и могут быть освобождены за время установления равновесного состояния квантами излучения с энергией, соответствующей переходам с мелких примесей в ближайшую свободную зону.

Предложенный способ позволяет регистрировать излучения с длиной волны вплоть до десятков микрон без охлаждения приемника и может найти применение при регистрации невидимых излучений. Излучение фона мало влияет на чувствительность при таком способе регистрации, поскольку в оптическом резонаторе поглощается излучение на фиксированных частотах. Он может быть также применен

10 для регистрации непрерывных излучений, при этом генератор работает в периодическом импульсном режиме, а индикатором мостовой схемы является измеритель электрических импульсов.

Предмет изобретения

Способ регистрации импульсных излучений по току фотодиода, смещенного в обратном направлении, отличающийся тем, что, с

20 целью расширения диапазона регистрируемых излучений до смещения фотодиода в обратном направлении, на него подают импульс прямого смещения, синхронизированный с импульсом излучения, и регистрируют излучение за время установления равновесного состояния.