Prinzipieller Aufbau des IR-Konverters

In Abbildung 1 ist der prinzipielle Aufbau des Bildwandlungsmodul (kurz Zellmodul) skizziert.

Vereinfachte Zeichnung des Bildwandlungsmoduls. (1) für IR-Strahlung transparenter elektrischer Kontakt; (2) Halbleiter; (3) Abstandshalter;
(4) Gasspalt; (5) für sichtbares Licht transparenter elektrischer Kontakt;
(6) Glassubstrat; (7) Gleichspannungsquelle

Auf der Eingangsseite befindet sich ein Halbleiterwafer (2), der einen Durchmesser von etwa 30 mm hat. Aussenseitig besitzt der Wafer eine homogene elektrische Kontaktierung (1), die für einfallende IR-Strahlung transparent ist. An den Halbleiter grenzt eine Gasschicht (4) an, deren Dicke durch den Distanzhalter (3) bestimmt wird und zwischen 10 und 100 µm liegt. Der Distanzhalter beschränkt auch die aktive Fläche, so dass die Gasentladung einen Durchmesser von etwa 25 mm hat. Als Gase kommen He, Ne, Ar, N2 sowie Mischungen davon bei einem Druck von 50 bis 500 hPa zum Einsatz. Der elektrische Kontakt auf der Ausgangsseite bildet eine für den sichtbaren Wellenlängenbreich transparente Schicht (5), die auf eine Glasscheibe (6) aufgebracht ist. Die elektrische Versorgung des Systems erfolgt über eine Gleichstromquelle (7) mit Spannung zwischen 600 und 1000 V. Grundsätzlich arbeitet der IR-Konverter wie folgt (vgl. Abbildung 1): von links einfallende IR-Strahlung führt wegen des inneren Photoeffektes lokal zu einer Erhöhung des Leitwertes des Halbleiterwafers. Dies hat wiederum zur Folge, dass im angrenzenden Entladungsraum die Stromdichte lokal ansteigt, was zur Emission von Photonen im Sichtbaren führt. Auf diese Weise erreicht man eine in guter Näherung proportionale Umsetzung einfallender IR-Strahlungsfelder in den Bereich des sichtbaren Lichtes. Diese Strahlung kann durch den Kontakt (5) hindurch mit einer im Sichtbaren empfindlichen Kamera erfasst werden.