Ultraschnelle 2-dimensionale Konversion infraroter Strahlungsfelder

Schnelle optoelektronische Sensoren und Systeme zur Umwandlung von zweidimensionalen infraroten (IR) Strahlungsfeldern gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. Zur Erweiterung der Messtechnik und Erfassung von Strahlungsfeldern dient der am Institut für Angewandte Physik entwickelte IR-Konverter, dessen Arbeitsprinzip auf der Nutzung des photoelektrischen Effektes eines Halbleiters, der sich in Kontakt mit einer Gasschicht befindet, beruht. Der Konverter macht es möglich, eine ultraschnelle zweidimensionale Wandlung von IR-Strahlungsverteilungen in den sichtbaren Spektralbereich durchzuführen. Dadurch können schnelle, im sichtbaren, aber nicht im infraroten Bereich arbeitende herkömmliche Kameras im Bereich bis zu 11mm zur schnellen Erfassung von IR-Strahlungsfeldern eingesetzt werden. Wichtige technische Daten des Konverters sind:

1. zeitliche Auflösung: 10^-³ - 10^-7 s
2. spektraler Bereich: 1–11mm
3. effektives räumliches Auflösungsvermögen: 256 x 256 pix²

Der Konverter ist insbesondere zur IR-Strahlenergie- und Temperaturüberwachung bei schnellen energetischen und thermischen Prozessen geeignet, die eine Kontrolle mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung im Infraroten benötigen. Dazu gehören die Bereiche der Laserstrahlprofilanalyse, des Laserschweißens oder der Diagnostik von Verbrennungsvorgängen. Es gibt erfolgreiche Anwendungen und Erprobungen des Konverters im Laserzentrum Hannover und im Institut für Strahlwerkzeuge, Stuttgart.

Das Projekt wurde im Rahmen des BMBF gefördert. Es besteht eine enge Kooperation mit dem A.F.Ioffe Institut in St. Petersburg.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgesellschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Yu.A. Astrov, Dr. V. Marchenko (Leiter), Prof. Dr. H.-G. Purwins, Dipl.-Phys. S. Matern, Dr. L. Portsel

Veröffentlichungen:

Portsel, L., Astrov, Yu., Reimann, I., Ammelt, E., Purwins, H.-G.: High Speed Conversion of Infrared Images with a Planar Gas Discharge System, J. Appl. Phys. 85 (1999), 3960-3965