Способ определения координаты светящегося тела Советский патент 1985 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно-измерЬтельной технике и может быть использовано в фоточувствительных полупроводниковых приборах для регистрации световых сигналов. Цель изобретения - повышение точ ности определения координат. На фиг.1 схематически представлен размещение полупроводниковой пластины в электрическом поле и относитель но светового потока; на фиг.2 - сече ние ZOY (на фиг,1 полупроводниковой пластины ; на фиг.З - размещение полупроводниковой пластины в электро магнитном поле; на фиг.4 - сечение ZOY на фиг.З. о Способ определения координаты све тящегося тела реализуется следующим образом. Контакты 1 подключаются к облучаемой световым потоком 2 полупроводниковой пластине 3. . . При облучейии световым потоком 2 широкой грани полупроводниковой пластины 3, лежащий в плоскости XO.Y, на ней генерируются свободные носи тели заряда, которые создают фототок при подключении источника электрического поля к контактам 1 полупро водниковой пластины. В пластине 3 фотоносители диффундируют во все стороны от точки падения С светового потока 2 на поверхность пластины 3 (фиг.2,. Кратчайший путь, по ко торому фотоносители достигают грани 4 цпастины 3 - прямая Ъс , являю щаяся перпендикуляром к этой грани (т.е. jtabc 90° ). Если с помощью модулирования создать прерьтястый световой поток 2, то при прерывании излучения фотоносители до. тех пор определяют наличие фототока, пока они не достигают грани 4, где находится область с максимальной скоростью рекомбинации, обеспечивающая быстрое исчезновение фотоносителей. Релаксация фототока определяется наименьшей из двух скоростей: скорости движения V фотоносителей к поверхности 4 и скорости поверхностиой рекомбин&щш. Если в направлении движения носителейзаряда находится область с высокой скорость рекомбинации, то время релаксации ; фототока определяется времеием достижения фотоносителями этой области, т.е. временем достижения граии 4 (прохождения отрезка Ьс). Скорость .диффузии фотоносителей определяется icaK где L - диффузионная длина; TO - время жизни фотоносителей. Если Lake 90°, то уравнение движения фотоносителей имеет вид Ys«n ot где oL - угол между гранью 4 пластины 3 и гранью, на которую падает световой поток 2, ; Следовательно оС р. Откуда видно, что при движении светящейся точки по поверхности пластины 3 вдоль оси Y время .ф релаксации фототока линейно изменяется, так как изменяется путь носителей заряда к области с максимальной скоростью рекомбинации (т.е. изменяется величина отрезка Ьс). Таким образом, координата ч и время релаксации фототока связаны линейным соотношением. При этом длительность модулирующего импульса должна быть намного меньше р. . При помещении пластины 3 (кроме электрического ) в магнитное поле, перпендикулярное ему (фиг.З), возникает сила Лоренца, направленная перпендикулярно грани пластины 3, на которую направлен световой поток 2, фогоносителипод действием силы Лоренца дрейфуют к грани 4 в направлении действия силовых линий. Скорость движения фотоносителей определяется в этом случае величиной электрического Е| , магнитно го Н полей, а также дрейфовыми подвижностями электронов /ttf, и дарок /14.р (т.е. фотоносителей ) и имеет вид Н-р .х- . . где С - скорость света. При i.acfe « 90, имеем Vtp. r,, V- Е, Н, Тр. cisf cL .

Таким образом, координата Y и время Тр. релаксации фототока связаны линейным соотношением. ИзменеН

нием E|j либо Н,| или

,1 МОЖно управлять скоростью дрейфа фотоносителей, а,значит и Ср.ф , соответствующим фиксированной координате, т.е. таким образом мож1«о управлять временной разрешающей способностью, которая зависит н от угла ti.

1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ СВЕТЯЩЕГОСЯ ТЕЛА, заключающийся в том, что помещают полупроводниковую пластину в электрическое поле, перпендикулярное падающему на полупроводниковую пластину световому потоку, а координату светящегося тела определяют по параметру фототока, возникающего в полупроводни ковой пластине при падении светового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения координат, в электрическое поле помещают пластину с толщиной, переменной в направлении, перпендикулярном падающему световому потоку, осуществляют модуляцию светового потокаj а координату светящегося тела определяют по времени релаксации Фртотока. при этом . АЛ.. V 1 где .и длительность модулирующего импульса; . ., р. - время релаксации фототока. 2.Способ ПОП.1, о тлич аю(Л щ и и с я тем, что создают постоян-/ с: ное магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю.

.

Фиг.1

Фиг. 2

H

Фиг A