Устройство для визуализации инфракрасного излучения Советский патент 1979 года по МПК H01L31/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ исходит фотоионизация глубоких центров, -которая приводит к перераспределению объемных зарядов в образцах и к изменению встроенных электрических полей в соответствии с распре делением интенсивности в падающем световом потоке. Эти изменения сохраняются и после прекращения ИК возбуждения за счет того, что потенциальный рельеф, созданный в объеме полупроводника, препятствует рекомбинации неравновесных носителей заря да. Время хранения изображения зависит от размеров неоднородности и вы соты потенциальных барьеров и достигает 10 - 10 с. Возникшее пространственное распре деление зарядов и полей используется для модуляции амплитуды или фазы отраженного им проходящего однородного светового потока с энергией квантов,примерно равной ширине запре щенной зоны полупроводника. Для этого в устройство вводится дополнитель ный источник света. Таким образом модулируется его световой поток и по лучается на выходе распределенный световой поток в другой спектральной области, воспроизводящей принимаемое ИК изображение. Стирание записанного ИК изображения и подготовка;пластины к приему нового изображения производится путем нагрева пластины или облучением ее интенсивным светом из област собственного поглощения. Использование описанного активного элемента позволяет существенно упростить конструкцию устройства: исключить сложные системы, связанные с питанием и коммутацией электрических цепей приемника и излучателя,пов сить разрешающую способность устройства, увеличить время запоминания изображения, Причем изображение хранится без подачи на устройство элект ропитания и потребления электроэнергии. На чертеже показана схема предлагаемого устройства, Оно состоит из система 1, проектирующей инфракрасное изображение, элемента 2,в качестве которого используется полупроводниковая пластин с периодической электрической неоднородностью и глубокой примесью, источника 3 однородного монохроматичес кого освещения, с энергией, близкой значению ширины запрещенной зоны полупроводника, источника 4 интенсив ного излучения, энергия излучения которого соответствует области собст венного поглощения полупроводника, и оптической (или электрооптической) системы 5 для наблюдения изображения. Активный элемент представляет собой тонкий эпитаксиальный слой GaAs (GaP или AE,Ga.As и др.), выращен--,Г1 ч Л ный на прозрачной подложке, В тонком слое создана система ( р -р)-переходов, равномерно распределенных по всей площади пластины с плотностью 20 шт/мм, ц -области которых компенсированы примесями, образунвдими глубокие уровни, например примесь кислорода в GaAs, имеющая максимум поглощения в области ,8 ЭВ. Устройство работает следующим образом. Инфракрасное изображение с помощью системы проектируется на поверхность неоднородной пластины GaAs. Инфракрасный световой поток фотоионизирует глубокие центры, расположенные в высокоомных областях структуры, а встроенные электрические поля переносят неравновесные носители в низкоомные области. Происходит пространственное разделение неравновесных носителей и глубоких центров, которое достаточно долго сохраняется после выключения ИК излучения, так как имеющиеся потенциальные барьеры препятствуют рекомбинации неравновесных носителей. Таким образом, возникает пространственное распределение объемного заряда, соответствующее локальной интенсивности излучения в принимаемом световом потоке. Затем полупроводник 2 освещается однородным световьом потоком, с, энергией примерно равной ширине запрещенной зоны полупроводника (для GaAs- lfS ЭВ) , от источника 3. Интенсивность света, проходящего через активный элемент, промодулирована пропорционально напряженности локальных электрических полей за счет эффекта Франца-Келдьииа, Для наблюдения изображения применяется оптическая система 5, представляющая собой оптический объектив (в случае активного элемента из GaAs для перехода от 1,5 ЭВ к 2,0 Эв необходим выпускаемый промышленностью электронно-оптический преобразователь) . Используя для изготовления активного элемента твердщй раствор (,35), легированный примесью хрома, можно непосредственно преобразовать ИК изображение в видимое. Стирание записанного ИК изображения и подготовка активного элемента к приему нового изображения производится путем облучения его интенсивным светом из области собственного поглощения полупроводника при использовании источника 4, представляющего собой, например, лампу-вспышку. Формула изобретения Устройство для визуализации инфракрасного излучения,содержащее приемннк излучения, оптическую систему проектирования, считывания н стирания изображения, отличающе с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, длительности запоминания изображения, его управляемого стирания и упрощения конструкции, приемник излучения

588859б

е- выполнен из монокристаллического

полупроводника, имеющего периодическую электрическую неоднородность и глубокие энергетические уровни, соответствующие энергии квантов инфракрасного излучения.