Фотосопротивление Советский патент 1976 года по МПК H01L31/00 H01S3/00 

(54) ФОТОСОПРОТИВЛЕНИЕ

1

Изобретение относится к технике измерения временных и энергетических характеристик импульсов инфракрасного излучения СО и СО лазеров ( Я 10,6 мкм и 5,3 мкм соответственно) различной дли- тепьности вплоть до длительности 5 .,

Известны различные устройства для измерения временных и энергетических характеристик импульсов инфракрасного излучения СО и СО лазеров. Одними из наиболее распространенных являются устройства, датчики которых работают на принципе измерения межзонной или примесной фотопроводимости.

Однако такими устройствами невозможно измерять импульсы ивлучения длительностью короче 10 сек, а также их датчику часто требуется принудительное охлаждение. Так например, наиболее быстрые из известных в настоящее вреьет фотоприемников для СО -лазера - фотосопротивления на основе + 5Ь требуют принудительного охлаждения и имеют разрешение не лучше 10 сек.

Для измерения временных и энергетических характеристик импульсов инфракрасного излучения СО и СО лазеров с длительностью вплоть до 5-10 сек и обеспечения возможности работы при комнатной температуре предлагаемое фотосопротивпение, служащее датчиком излучения, вьшолнено из дырочного материала с шириной запрещенной зоны, более чем в два раза превышающей энергию кванта излуче ния, примесные центры которого ионизированы, фотосопротивление для получения наилучщей чувствительности при регистрации излучения СО -лазера может быть выполнено из дырочного германия, легированного элементами Щ группы, например Gtt или I п .

Работа фотосопротиБления, выполненного из материала, примесные центры которого ионизированы, основана на явлении разогревной уМ -фотопроводимости, характеристическое время которой - 10 сек. При этом для разогрева носителей предполагается использовать, как наиболее эф фективные, квантовые фотопереходы между подаонами валентной аоны дырочных материалов. Под действием света, падающего на фотодатчик, меняется, вспедствие изменения подвижности, его сопротивление, что приводит к изменению тока в цепи. Это из- менение тока регистрируется по .изменению напряжения, снимаемого с нагрузочного сопоотивпения. Размеры площади датчика могут варьироваться в зависимости от величины пятна падающего на него излучения Концентрация свободных носителей материа фотосопротивления не должна в случае СО, лазера превышать уровень в , так как при более высоких концентрациях существует опасность появления тепловых сигна лов, конкурирующих с сигналами фотопроводимости. Оптимальной концентрацией с точки зрения чувствительности для длины волны 10,6 мкм является концентрация 6 10 см , Эксперимент при длительности лазерного импульса 10 сек для этой концентрации следующую величину относительной фотопроводимости О,1 при интенсивности падающего на образец света 1 МВТ/СМ, что неплохо согласуется с теоретическими оценками. Формула изобретения 1. Фотосопротивление для измерения временных и энергетических х актеристик инфракрасного излучения, выполненное ив по« лупроводника с шириной запрещенной зоны более чем в два раза превышающей энергию кванта излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения временного разрешения и обеспечения возможности ра боты при комнатной температуре, фотосопро тивление выполнено из дырочного полупроводника с ионизированными примесными центрами. 2. Фотосопротивление по п. 1, о т л и чающееся тем, что оно выполнено из оырочного германия, легированного элементами 111 группы, например G-a , I п .с концентрацией свободных носителей в диапазоне 10 -