165272. lajstromszámú szabadalom • Fényérzékelő
165272 belépő fénynyaláb terjedési síkjának metszéspontjában van, és amelynek a belépési felület és az első, reflektáló oldalsík élei érintői. Célszerű a prizma utolsó reflektáló oldaléra a fénysugár 180°-os eltérítését biztosító járulékos optikai elemet, például téglatestet helyezni. A fényérzékelő enyhén divergens fénynyalábok regisztrálására alkalmas, ahol a fényérzékelő érzékenységét növelő prizma gyakorlatilag minden kereskedelmi forgalomban lévő fényérzékelőhöz felhasználható. A konstrukció előnyei a következők: 1. Magas integrális és spektrális érzékenység alacsony emissziós zajszint mellett. 2. A felhasználható fénynyaláb keresztmetszetének lényeges növelése, amelynek mérete igy a fényérzékeny réteg méretével összemérhető. 3. Lehetőség nyilik 35 /i-nál jobb kvantumhatásfoku fotocellák és fotoelektronsokszorozók előállitására7\ ^ 70U mm esetén, a fénynyalébreflexiók számának figyelembevételével kiválasztott optimális erősségű fotokatóddal. 4. Lehetőség van nagyhatásfoku fényérzékelők futószalagon történő gyártására a magas technikai színvonalon, minthogy a járulékos megmunkálások /fényvisszaverő réteg felvitele az oldalsíkokra/ elmarad-í nak. 5« Lehetőség nyilik még hatékonyabb fényérzékelők kifejlesztésére a fénysugárnak a fényérzékeny réteg legérzékenyebb tartományában történő többszöri visszaverődésének segítségével. A találmány további részleteit kiviteli példákon rajzok segítségével ismertetjük. A rajzokons az 1. ábra a találmány szerinti fényérzékelő, amelynél a fényérzékeny réteg oldalára egyik oldalán ferdén levágott prizma van felérösitve, a 2. ábra ugyanennek a fényérzékelőnek távlati képe, a 3. ábra a találmány szerinti fényérzékelő, amelynél a fényérzékeny réteg oldalára járulókos optikai elemekkel ellátott prizma van erősítve, a 4. ábra ugyanennek a fényérzékelőnek a távlati képe. Amint az első és második ábrából látható, a fényérzékelő az optikailag átlátszó anyagól készült sokszögű 1 prizmából, a fényérzékeny réteg 2 hordozójából, és magából a 3 fényérzékeny rétegből áll. Az 1 prizma a 2 hordozón alsó alapsikjával fekszik fel, és arra egy optikai ragasztóval van felérösitve, amelynek törésmutatója a 2 hordozóéhoz és az 1 prizmáéhoz közelálló, ós ahol az 1 prizmának teljes alsó sikfelülete a 3 fényérzékeny rétegre van vetítve. Az 1 prizma valamelyik oldalsíkja meghatározott szögben hajlik az alsó alapsikhoz, és a fénynyalábot a 3 fényérzékeny rétegre vezeti. Ez az 5 bevezető felület az 1 prizma tetszőleges oldallapja lehet, amelyik reflektáló határfelülettel rendelkezik. A 4 fénynyaláb terjedési irányában legtávolabb fekvő 6 oldalsík az emiitett, valamelyik oldalsíkra beeső 4 fénynyaláb terjedési síkjára merőleges, és valamennyi többi oldalsík szöget zár be azzal a sikkal, amelyben a 4 fénynyaláb a megfelelő oldalsikon való visszaverődés előtt terjed, ahol ez a szög 90°-tól eltérő, ós valamennyi oldalsíkra vonatkozhatva állandó. 5 így az 1 prizma két oldalsik által alkotott visszaverődési szöget felező A-A sikra szimmetrikusan helyezkedik el. így azok a sikok, amelyekben a 4 fénynyaláb terjed, annak a körnek a húrjaként helyezkednek el, amely kör az 1 prizma alsó a-10 lapsikjában fekszik. Az emiitett kör középpontja az A-A felező sikban fekszik, az 5 bevezető felület és a 6 utolsó reflektáló oldalaiknak az 1 prizma alsó alapfelületén fekvő élei merőlegesek ennek a körnek megfelelő húrjaira, és a többi 15 reflektáló oldalsik hasonló élei ennek a körnek az érintői. Az 1 prizma h magasságát a 3 fényérzékeny réteg 2 hordozója d vastagságának figyelembevételével a következő összefüggés-20 bői számoljuk: 1 2 E'° 03 . tg T - a. h = 25 ahol *~Y~ a 4 fénynyaláb beesésének szöge a 3 ' fotókatódra, ^j - a 4 fénynyaláb tovaterjedésének két egymás után következő sikja által be-30 zárt szög, R - az emiitett kör sugara, n - a fénynyaláb visszaverődéseinek száma a fényérzékeny rétegről tovaterjedésének két egymás után következő reflektáló oldalsíkja között. 35 A fényérzékelő ugy van kialakítva, hogy a 4 fénynyaláb rendesen az 1 prizma beesési felületére esik. Az 5 bevezető felület hajlési szöge az 1 prizma alapsikjához olyan, hogy a 4 fénynyaláb a 3 fényérzékeny rétegre a teljes visszaverődés 40 szöge alatt esik be. A 4 fénynyaláb a 3 fényérzékeny rétegről visszaverődik és az 1 prizma h magasságától függően, vagy a prizma felső alapsikjára kerül, ahonnan visszaverődik a 3 fényérzékeny rétegre, majd erről ismét a felső alapsikra, és 45 igy tovább, vagy közvetlenül az 1 prizma felső alapsikja és az oldalsíkok által bezárt szög élére kerül. Az emiitett él igy tükörként működik. Mivel a 4 fénynyaláb beesési sikja a reflektáló oldalsíkokra nem merőleges, a 4 fénynyaláb terjedési 50 sikjával meghatározott szögöt bezáró sikban reflektálódik. Igy tehát a 4 fénynyaláb azonos módon egyszer, vagy többször visszaverődik a 3 fényérzékeny rétegről a következő reflektáló oldalsikra. Terjedési sikja ismét megváltozik, és a 55 ^ fényérzékeny rétedről egy ujabb sikban verődik vissza a következő reflektáló oldalsikra, és igy tovább, mig végül a 4 fénynyaláb a beesőéi sikjár-? merőleges 6 utolsó reflektáló oldalsíkra ér. Ezen a 6 utolsó rui'lektáló oldalsikon a 4 fény-60 nyaláb 18ü°-al elfordul, és a fotókatód és az oldalsíkok kö:-,öttl teljes visszaverődési ciklust fordított sorrendben ismétli meg, amig a 4 fénynyaláb az i? bevehető felülethez vissza nem ér, és az 1 prizmából ki nem lép. bb Az itt leirt felépítésű 1 prizma célszerűen olyan esetekben használható, ahol a fényérzékelő érzékenységének fokozását az 2
