Technische Realisierung des IR-Konverters

Der IR-Konverter besteht aus einem Zellmodul und einem Kryostaten, der das Zellmodul aufnimmt. Sowohl für das Zellmodul als auch für den Kryostaten exsitieren unterschiedliche Entwicklungen, die je nach Verwendung zum Einsatz kommen.

Zellmodul (Bildwandlungsmodul)

Das Zellmodul ist eine Haltervorrichtung, die den Halbleiter, Abstandshalter und die transparente Anode beinhaltet.
Zur Zeit gibt es ein offenes und ein geschlossenes Zellmodul. Die offene Version kommt in erster Linie im Labor zum Einsatz, da in dieser Version sämtliche Komponenten auf einfachste Weise ausgetauscht werden können. Dagegen zeichnet sich das geschlossene Modul durch seine kompakte Bauweise aus. Zwar können bei dieser Version nach dem Zusammenbau keine Komponten ausgetauscht werden, dafür benötigt es eine wesentlich geringere Kühlleistung aufgrund seiner geringen Abmessungen und besitzt dazu höhere Stabilität. Die nachstehende Abbildung zeigt ein solches kompaktes Zellmodul.

Geschlossenen Zellmoduls
(1) elektrischer Anschluss für die HV-Versorgung
(2) Füllsutzen über den die Zelle einmalig befüllt werden kann
(3) Blick auf die Eingangsseite des Zellmoduls

Kryostat und Gesamtsystem

Der Kryostat nimmt das Zellmodul auf und kühlt es auf eine Betriebstemperatur zwischen 80 und 120 Kelvin ab. Die geforderte Kühlleistung liegt bei der geschlossenen Zelle z.B. bei 2 Watt.
Die Kühlung des offenen Laborzellmoduls erfolgt mittels flüssigem Stickstoff. Das Dewar-Gefäss mit einem Fassungsvermögen von 4 Litern reicht für eine Betriebsdauer von bis zu 8 Stunden aus. Im Würfel des Kryostaten befindet sich das Bildwandlungsmodul. Die Anschlüsse für die elektrische Versorgung, für die Pumpzuleitung und für weitere Komponenten und Messgeräte sind im mittleren Teil plaziert.

Laborversion mit flüssiger Stickstoff-Kühlung
(1) Dewar Gefäss
(2) Pumpanschluss
(3) Kryostat
(4) elektrsicher Anschluss
(5) offenes Zellmodul

Zur Abkühlung des geschlossenen Moduls kann sowohl flüssiger Stickstoff als auch ein Stirling-Kühler verwendet werden. In der letzen Abbildung ist ein solches System dargestellt, bei dem das Modul mit einem kompakten Stirling-Kühler SL-200 der Firma AIM betrieben wird.

IR-Konverter-System auf der Basis eines
kompakten Stirling-Kühlers
(1) Kryostat
(2) Stirling-Kühler
(3) CCD-Kamera