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DE2541818A1 - Fuer infrarotstrahlung empfindliche detektorvorrichtung - Google Patents

Fuer infrarotstrahlung empfindliche detektorvorrichtung

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DE2541818A1 DE19752541818 DE2541818A DE2541818A1 DE 2541818 A1 DE2541818 A1 DE 2541818A1 DE 19752541818 DE19752541818 DE 19752541818 DE 2541818 A DE2541818 A DE 2541818A DE 2541818 A1 DE2541818 A1 DE 2541818A1
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Description

Patentanme!dung Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 777 Überlingen/Bodensee Für Infrarotstrahlung empfindliche Detektorvorrichtung
Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 21 o9 561.4)
Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 21 o9 561.4) betrifft
eine für Infrarotstrahlung empfindliche Detektorvorrichtung, bestehend aus einem flaschenartigen doppelwandigen Behältnis, dessen Innenwand einen Kühlmittelbehälter bildet und zusammen mit der Außenwand eine Vakuumkammer umschließt, einem der Infrarotstrahlung auszusetzenden, innerhalb der Vakuumkammer angeordneten, in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittelbehälter angeordneten Detektorelement, welches von der Infrarotstrahlung in einem Abbildungsstrahlengang durch den Boden der Außenwand hindurch beaufschlagt ist, und mit einem in der Vakuumkammer angeordneten lichtundurchlässigen Schirm, welcher das Detektorelement umgibt und eine Strahleneintrittsöffnung bildet und in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittelbehälter steht. Zweck des Kühlmittelbehälters und des davon gekühlten Schirmes ist es, das Signal-zu-Rausch-Verhältnis des Detektors zu verbessern, indem dieser selbst auf niedriger Temperatur gehalten wird und Eigenstrahlung der Bauteile des die Detektorvorrichtung enthaltenden Gerätes von dem Detektor fernzuhalten.
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* I-
Solche Detektorvorrichtungen sind beispielsweise bekannt durch die DT-PS 1 223 585.
Gegenüber dieser bekannten Anordnung soll gemäß dem Hauptpatent alle diejenige Strahlung vom Detektor ferngehalten werden, die nicht aus dem Abbildungsstrahlengang selbst herrrührt. Nach dem Hauptpatent wird dies dadurch erreicht, daß in der Strahleneintrittsöffnung ein abbildendes optisches System angeordnet ist, welches ein Gesichtsfeld oder (vorzugsweise) eine Pupille des AbbiIdungsstrahlenganges der Infrarotstrahlung auf das Detektorelement abbildet. Bei einer Ausführungsform des Hauptpatentes (DT-OS 2 1o9 561) enthält der Abbildungsstrahlengang ein Cassegrain-System, bestehend aus einem ringförmigen, dem zu beobachtenden Gesichtsfeld zugewandten Hohlspiegel und einem Planspiegel, über den das Gesichtsfeld von dem Hohlspiegel in einer Bildebene abgebildet wird. In dieser Bildebene ist bei der bekannten Anordnung eine strahlungsmodulierende, teilweise strahlungsdurchlässige und teilweise strahlungsundurchlässige Modulationsscheibe angeordnet. Es kann sich dabei z.B. um eine Modulationsscheibe handeln, wie sie in der GB-PS 1 355 327 beschrieben ist. Diese Modulationsscheibe sitzt bei der bekannten Anordnung nach DT-OS 2 1o9 561 im Strahlengang vor der Stirnseite der Außenwand des zylindrischen doppelwandigen Behältnisses, welche die Vakuumkammer umschließt. Die Innenwand des Behältnisses, die koaxial zu der Außenwand angeordnet und mit ihrer Stirnseite gegenüber der Außenwand zurückgesetzt ist, umschließt den Kühlmittelbehälter. Auf der Stirnseite der Innenwand sitzt das Detektorelement. Der Schirm bildet einen Trichter mit reflektierender Innenwandung, und die Strahleneintrittsöffnung des Schirmes bzw. Trichters ist durch eine Linse 38 abgeschlossen. Die Linse 38 bildet dabei den als Pupille wirkenden Planspiegel des Cassegrain-Systems auf eine Schnittkreisfläche der Kugel ab, die um die Kegelspitze des Lichttrichters durch die Begrenzung des Detektorelements geht.
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Auch bei dieser bekannten Anordnung ergibt sich noch kein optimales Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Es hat sich gezeigt, daß auch noch Störstrahlung auftritt, die sich im Nutzstrahlengang selbst bildet. Solche Störstrahlung geht insbesondere von der Modulationsscheibe aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störstrahlung bei einer Detektorvorrichtung nach dem Hauptpatent weiter zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Modulationsscheibe in der Vakuumkammer ebenfalls in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittelbehälter angeordnet ist.
Auf diese Weise wird auch die Modulationsscheibe gekühlt und damit die von dieser ausgehende Störstrahlung vermindert. Die Bildebene des Abbildungsstrahlenganges muß dementsprechend in die Vakuumkammer hineinverlegt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Modulationsscheibe in der Strahleneintrittsöffnung des Schirmes angeordnet ist, so daß sie über diesen in wärmeleitender Verbindung mit der Kühlkammer steht.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung aufgebaute Vorrichtung.
Der Abbildungsstrahlengang enthält ein Cassegrain-System mit einem ringförmigen Spiegel 1o und einem zur Achse des Spiegels 1o geneigten umlaufenden Planspiegel 12. Das Bild eines von diesem System erfaßten Objekts führt durch die Umlaufbewegung des Planspiegels 12 in der Bildebene eine kreisende Bewegung aus. Die Detektoranordnung enthält einen doppelwandigen Behälter 14 mit einer zylindrischen Außenwand 16 und einer
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ebenfalls zylindrischen Innenwand 18. Die Innenwand 18 trägt auf ihrer Innenseite einen Kryostat, durch den eine Kühlung erfolgt. Der gekühlte Schirm wird von einer Verlängerung 22 der Innenwand 18 gebildet, in welcher ein Strahlenleitkonus 24 mit einer verspiegelten konischen Innenfläche sitzt. Auf dem Grunde des Strahlenleitkonus sitzt ein Detektorelement 26. Die Strahleneintrittsöffnung des Strahlenleitkonus 24 ist durch eine Plankonvexlinse 28 abgeschlossen, deren konvexe Fläche dem Detektorelement 26 zugewandt ist. Die plane Fläche der Plankonvexlinse 28 liegt im wesentlichen in der Bildebene des abbildenden optischen Systems 1o, 12. Auf dieser Planfläche der Plankonvexlinse 28 sind ein Filter 3o und eine Modulatorscheibe 32 übereinander angeordnet. Zwischen der Innenwandung 18 und der Außenwandung 16 des Behältnisses 14 wird eine Vakuumkammer 34 gebildet.
Durch das Kreisen eines von dem abbildenden optischen System 1o, 12 erzeugten Bildes in der Bildebene wird die Strahlung dieses Bildes von der Modulatorscheibe moduliert. Das Detektorelement 26 liefert dadurch Wechselstromsignale, aus denen in bekannter Weise auf die Ablage des Objekts von der Achse des Systems geschlossen werden kann. Die Plankovexlinse 28, die als Feldlinse wirkt, bildet zusammen mit dem Strahlenleitkonus 24 die von dem Planspiegel 12 gebildete Pupille auf dem Detektorelement 26 ab, so daß keine nicht aus dem Nutzstrahlengang herrührende Strahlung auf das Detektorelement 26 fällt. Die Modulationsscheibe 32 wird bei der beschriebenen Anordnung von vom Kryostaten 2o mitgekühlt, so daß sie nur zu einer geringen Störstrahlung aus dem Nutzstrahlengang Anlaß gibt. Die reflektierenden Glieder 1o und 12 geben wegen ihrer reflektierenden Oberfläche nur eine geringe Eigenstrahlung ab. Es läßt sich daher durch die erfindungsgemäße Anordnung das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Detektorvorrichtung wesentlich weiter verbessern.
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Leerseite

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    Für Infrarotstrahlung empfindliche Detektorvorrichtung, bestehend aus einem doppelwandigen Behältnis, dessen Innenwand einen Kühlmittelbehälter bildet und zusammen mit der Außenwand eine Vakuumkammer umschließt, einem der Infrarotstrahlung auszusetzenden, innerhalb der Vakuumkammer angeordneten in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmitte !behälter angeordneten Detektorelement, welches von der Infrarotstrahlung in einem Abbildungsstrahlengang durch den Boden der Außenwand hindurch beaufschlagt ist, und mit einem in der Vakuumkammer angeordneten lichtundurchlässigen Schirm, welcher das Detektorelement umgibt und eine Strahleneintrittsöffnung bildet und in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittelbehälter steht, bei welcher in der Strahleneintrittsöffnung ein abbildendes optisches System angeordnet ist, welches ein Gesichtsfeld oder (vorzugsweise) eine Pupille des Abbildungsstrahlenganges der Infrarotstrahlung auf das Detektorelement abbildet, und bei welcher in einer Bildebene des Abbildungsstrahlenganges eine strahlungsmodulierende, teilweise strahlungsdurchlässige und teilweise strahlungsundurchlässige Modulationsscheibe angeordnet ist nach Patent
    (Patentanmeldung P 21 o9 561 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsscheibe (32) in der Vakuumkammer (34) ebenfalls in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittelbehälter (2o) angeordnet ist.
  2. 2. Detektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsscheibe (32) in der Strahleneintrittsöffnung des Schirms (22, 24) angeordnet ist.
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