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Eigenschaften des Detektormaterials

Der vom Detektor (CCD-Chip) empfangene Strahlungsflu\3 wird dort absorbiert und in ein Ausgangssignal umgewandelt. Dies ist ein komplexer Vorgang, bei dem sowohl die Physik der Wechselwirkung von Strahlung mit dem Detektormaterial als auch die Ausleseelektronik die Form des Signals beeinflussen.

Im Falle von Indium-Antimonid (InSb) handelt es sich um einen Halbleiter-Detektor. Durch Absorption von Lichtquanten werden Ladungsträger innerhalb eines p-n-Übergangs freigesetzt. Diese diffundieren entlang des Elektrischen Feldes über die Grenzschicht zwischen p- und n-dotiertem Material und erzeugen eine Photospannung zwischen beiden Schichten ([Gaussorgues, 94], [Wolfe, Zissis, 89]). Die Grö\3e der Spannung ist proportional zur Anzahl der absorbierten Infrarotphotonen. Ein solcher Detektor erzeugt aktiv elektrische Energie aus der absorbierten Energie der Infrarotstrahlung.

Durch molekulare Schwingungen werden zusätzlich Ladungsträger freigesetzt, die das Signal verfälschen. Um dieses thermische Rauschen so weit wie möglich zu minimieren, wird der CCD-Chip auf eine Temperatur von 77K heruntergekühlt. Die Ausleselektronik des CCD-Chips und die nachfolgende Verstärkerelektronik tragen zusätzlich zum Rauschen bei. Insgesamt erzeugt ein Detektor ein Rauschsignal, das dem eigentlichen Signal überlagert ist. Dadurch wird es nicht möglich sein, Strahlung zu detektieren, deren Strahlungsstärke eine bestimmte Schwelle unterschreitet.





Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997