Устройство для регистрации светового потока Советский патент 1976 года по МПК G01J5/12 

Изобретение относится к технике контроля оптического излучения и оптоэлсктронике. Известны устройства для регистрации светового потока, содержащие фотодиод, соединенный с источником питания, резистор нагрузки и измерительный прибор. Основным недостатком всех этих.устройств является линейная и даже логарифмическая зависимость (в случае вентильного режима фото з.д.с.) выходного сигнала от интенсивности регистрируемого света. Для увеличения диапазона и точности измерений в предлагаемом устройстве фотодиод подключен к источнику питания в п,рямо.м направленИ|И через коммутирующее устройство и линию задержки. На чертеже представлена схема описываемого устройства, состоящая из полупроводникового фотодиода 1, соединенного с источником пятания 2, лричем фотодиод включен в пропускном наиравлении. Фотодиод нагружен на сопротивление нагрузки 3. Линия задержки 4 и ключ 5 служат для подключения измерительного прибора 6 к фотодиоду после окончания импульса прямого тока. Для увеличения количества накопленного заряда параллельно фотодиоду подключена дополнительная емкость 7. Устройство работает следующим образОМ. При отсутствии света после прохождения через фотодиод импульса прямого тока и при срабатыва нии ключа измерительный прибор зафиксирует падение напряжения на сопротивлении нагрузки в момент времени, задаваемый линией задерж.ки. Это падение напряжения представляет собой послеинжекционную э. д. с. U{i), которая появляется в р-гапереходе после прохождения импульса прямого тока и определяется выражением U(t) U(o) где f7(o) - напряжение на р-л-переходе в момент окончания импульса прямого тока; /С - постоянная Больцма-на; Г - темнература рещетки; -Ср - время жизни инжектированных носителей; / - текущее время. После ТОГО, как убыль носителей за счет рекомбинации становится сравнимой с убылью за счет протекания тока через сопротивление пагрузки, вид функции U(t) меняется и переходит в зависимость kT + efsRn С/((о)ехр где . - сопротивление нагрузки;

Is - ток насыщения перехода; С - емкость р-«-перехода. При освещении фотодиода его обратное сопротивление 1меняется и в этом случае напряжение на нем будет

U(t).U{t).tl(3)

L «/ - J

где /ф - фототек короткого замыкания.

Так как фотото к /ф пролорцколален интенсввности света, то скорость спада послеинжекционной э. д. с. экспоненциально зависит от интенсивности света. Дан.ная зависимость выходного сигнала от интенсивности света и позволяет использовать ее для создания высоко-контра.стных фотонриемйиков света. Ва{люче,н:ие фотодиода в прояускном направлени,и и линия задержки позволяют реализовать описанный эффект для построения широкодиалазонного фотоп-риемнш а.

Формула изобретения

Устройство для регистрации светового потока, содержащее фотодиод, соединенный с источнико м питания, резистор нагрузки и .измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона и точности измеран-ий, фотодиод подключен к источнику питания в прямом направлении через коммутирующее устройство и линию задержки.