ES2979258T3 - Detector de luz de fototubo y película de semiconductor - Google Patents

Detector de luz de fototubo y película de semiconductor Download PDF

Info

Publication number
ES2979258T3
ES2979258T3 ES18731682T ES18731682T ES2979258T3 ES 2979258 T3 ES2979258 T3 ES 2979258T3 ES 18731682 T ES18731682 T ES 18731682T ES 18731682 T ES18731682 T ES 18731682T ES 2979258 T3 ES2979258 T3 ES 2979258T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
light
semiconductor film
detection system
light detector
interdigital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18731682T
Other languages
English (en)
Inventor
Marcin Piech
Peter R Harris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2979258T3 publication Critical patent/ES2979258T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/08Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • G01J5/0018Flames, plasma or welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/11041Means for observing or monitoring flames using photoelectric devices, e.g. phototransistors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J2001/4446Type of detector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

Se proporciona un sistema de detección de luz para su asociación con una fuente de luz. El sistema de detección de luz incluye un detector de luz y un circuito. El detector de luz incluye dispositivos de película semiconductora y fototubo y está dispuesto con al menos una línea de visión (LOS) hacia la fuente de luz. El circuito está acoplado al detector de luz y el detector de luz y el circuito están configurados para identificar de manera cooperativa una presencia y una característica de un evento de emisión de luz en la fuente de luz. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Detector de luz de fototubo y película de semiconductor
La siguiente descripción está relacionada con detectores de luz de fototubo y películas de semiconductor y, más particularmente, con una combinación de una detector de luz de fototubo y película de semiconductor.
La detección de llama ultravioleta (UV) requiere un corte brusco de longitud de onda para que la luz solar incidente no active una falsa alarma. Los fototubos basados en aplicaciones de efecto fotoeléctrico pueden cumplir este requisito, pero requieren altas tensiones, son relativamente costosos, frágiles y muchas veces no cuantifican con precisión la intensidad de la luz ultravioleta incidente. Por otro lado, los dispositivos de película de semiconductor de estado sólido miden intensidades relativas de luz pero adolecen de sensibilidad y selectividad limitadas. Por lo tanto, lograr un límite de absorción lo suficientemente agudo en longitudes de onda solares para evitar falsas alarmas positivas sigue siendo un desafío para ciertos tipos de sensores.
El documento US 2008/042563 A1 divulga un fotocátodo, un tubo de electrones, un fotocátodo de tipo asistido en campo, una distribución de fotocátodos de tipo asistido en campo y un tubo de electrones de tipo asistido en campo.
El documento JP H0750149 A divulga un fotocátodo, un fototubo y un fotodetector, y más particularmente medios para obtener información unidimensional o bidimensional tal como una posición incidente o una imagen de luz incidente de luz débil.
El documento JP H0896705 A divulga un fototubo y un fotocátodo de semiconductor que se forman utilizando un semiconductor como material constituyente en un tubo de captación de imágenes o un dispositivo fotométrico y emiten fotoelectrones excitados al recibir luz incidente.
Según un aspecto de la invención, se proporciona un sistema de detección de luz para asociación con una fuente de luz, comprendiendo el sistema de detección de luz: un detector de luz que comprende dispositivos de película de semiconductor y fototubo, comprendiendo el dispositivo de película de semiconductor una película de semiconductor fotosensible; estando configurado el detector de luz para disponerse con al menos una línea de visión (LOS) hacia la fuente de luz; y circuitos acoplados al detector de luz, estando configurados el detector de luz y los circuitos para identificar cooperativamente una presencia y una característica de un evento de emisión de luz en la fuente de luz; en donde el detector de luz comprende electrodos interdigitales formados parcialmente sobre la película de semiconductor fotosensible y un electrodo superior opuesto a los electrodos interdigitales, y en donde los electrodos interdigitales se proporcionan como una primera parte de electrodo interdigital y una segunda parte de electrodo interdigital, comprendiendo la primera parte de electrodo interdigital una primera elementos digitales y la segunda parte de electrodo interdigital que comprende segundos elementos digitales; y en donde el circuito comprende: un procesador; un primer bucle acoplado en sus extremos opuestos al electrodo interdigital y al electrodo superior, respectivamente, y al procesador, en donde el primer bucle se configura para identificar la presencia del evento de emisión de luz procedente de un primer fenómeno fotoeléctrico del detector de luz que comprende electrones emitidos por los electrodos interdigitales hacia el electrodo superior dando como resultado una corriente entre los electrodos interdigitales y el electrodo superior; y un segundo bucle acoplado en sus extremos opuestos a unos secuenciales de los elementos digitales primero y segundo respectivamente, y al procesador, en donde el segundo bucle se configura para identificar la característica del evento de emisión de luz a partir de un segundo fenómeno fotoeléctrico del detector de luz que comprende electrones emitidos por la película de semiconductor fotosensible en el elementos digitales primero y segundo que son leídos por el procesador a través del segundo bucle como un diferencial de corriente entre la primera parte de electrodo interdigital y la segunda parte de electrodo interdigital.
La fuente de luz puede proporcionarse como una pluralidad de fuentes de luz y el detector de luz puede proporcionarse como uno o más detectores de luz, cada uno de los cuales se configura para disponerse con al menos un LOS respectivo a los correspondientes o más de la pluralidad de fuentes de luz.
La característica del evento de emisión de luz puede incluir una frecuencia de luz producida por el evento de emisión de luz.
El detector de luz puede incluir una primera oblea que tiene superficies principales opuestas primera y segunda; y una segunda oblea que tiene superficies principales opuestas primera y segunda; en donde la película de semiconductor fotosensible se dispone sobre la segunda superficie principal de la primera oblea; en donde una pluralidad de electrodos interdigitales (IDE) se forman parcialmente sobre la película de semiconductor fotosensible; y en donde el electrodo superior se dispone en la primera superficie principal de la segunda oblea. Las oblea primera y segunda se pueden unir de manera que las respectivas superficies principales segunda y primera de las oblea primera y segunda se miren entre sí con una cavidad definida entre las respectivas superficies principales segunda y primera de las obleas primera y segunda. La cavidad puede cargarse con gas que favorece los fenómenos fotoeléctricos entre los IDE y el electrodo superior.
Las obleas primera y segunda pueden incluir cada una al menos uno o más de silicio, óxido sobre silicio, cuarzo, zafiro, sílice fundida y vidrio transparente ultravioleta (UV).
La cavidad puede sellarse herméticamente.
Las obleas primeras y segundas pueden unirse por frita, unirse anódicamente o pegarse.
La distancia entre los IDE y el electrodo superior puede variar desde ser similar a un paso de los IDE hasta ser sustancialmente mayor que el paso de los IDE.
Tanto los IDE como el electrodo superior pueden ser metálicos.
El electrodo superior puede tener una estructura de IDE y el detector de luz puede incluir además una película de semiconductor fotosensible interpuesta entre la estructura de IDE del electrodo superior y la primera superficie principal de la segunda oblea.
Estas y otras ventajas y características resultan más evidentes a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos.
La materia de asunto, que se considera como divulgación, se señala particularmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la memoria descriptiva. Las características y ventajas anteriores y otras de la divulgación resultan evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada junto con los dibujos que la adjuntos, en los que:
la FIG. 1 es un diagrama esquemático que ilustra un sistema de detección de luz según realizaciones; la FIG. 2 es un diagrama esquemático que ilustra un sistema de detección de luz según realizaciones alternativas;
la FIG. 3 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema de detección de luz de la FIG. 1 según realizaciones adicionales;
la FIG. 4 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema de detección de luz de la FIG. 3 según realizaciones alternativas adicionales;
la FIG. 5 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema de detección de luz de la FIG. 1 según realizaciones adicionales;
la FIG. 6 es un diagrama esquemático que ilustra el sistema de detección de luz de la FIG. 2 según realizaciones alternativas adicionales;
la FIG. 7 es una vista lateral de un detector de luz y circuitos del sistema de detección de luz de al menos la FIG. 1;
la FIG. 8 es una vista lateral de un detector de luz y circuitos del sistema de detección de luz de al menos la FIG. 2;
la FIG. 9 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso de fabricación de un sistema de detección de luz según realizaciones; y
la FIG. 10 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso de fabricación de un sistema de detección de luz según realizaciones adicionales.
La combinación de películas de semiconductor con fototubos ofrece suficiente sensibilidad, rechazo de la luz solar y rango dinámico de medición ideal para la detección de luz o llamas. Por lo tanto, como se describirá más adelante, se proporciona un dispositivo de película de semiconductor y un fototubo en combinación entre sí para formar un único sensor. Se deposita una película de semiconductor fotosensible sobre una oblea y sigue el patrón de electrodo interdigital (IDE). Otra oblea incluye un electrodo superior y se une a la primera oblea para formar la estructura de sensor. Esta unión se lleva a cabo en un entorno tal que la cavidad del sensor entre las dos superficies de oblea se llena con una composición de gas apropiada a una presión adecuada para producir un fenómeno fotoeléctrico entre los electrodos superior e IDE. Una de las estructuras de los electrodos se forma por metal, como níquel (Ni) u oro (Au), con una función de trabajo adecuada para una respuesta ultravioleta (UV) profunda. El contacto del electrodo superior puede fabricarse en forma de estructura de IDE y puede incluir una película de semiconductor fotosensible para mejorar aún más la capacidad de respuesta y la funcionalidad del sensor.
Con referencia a las FIGS. 1-8, se proporciona un sistema de detección de luz 10 (véanse las FIGS. 7 y 8). El sistema de detección de luz 10 incluye al menos una o más fuentes de luz 20, al menos uno o más detectores de luz 30 y circuitos 40. Cada una de la al menos una fuente de luz 20 puede proporcionarse como un elemento productor de llama o quemador 21 o una luz piloto para un calentador de agua o una estufa, por ejemplo, y puede proporcionarse como una característica única (véanse las FIGS. 1 y 2) o como dos o más características (véanse las FIGS. 3, 4 y 5).
Cada uno del por lo menos uno o más detectores de luz 30 incluye un dispositivo de película de semiconductor 31 que se combina con un fototubo 32 en un único sensor que se dispone para detectar si una o más de las fuentes de luz 20 están produciendo realmente o no, generando o emitiendo luz y, si se produce, genera o emite luz, detectar también una característica de esa luz. Para este fin, al menos uno o más detectores de luz 30 ese disponen cada uno con al menos una línea de visión (LOS) hacia al menos una fuente de luz 20 correspondiente.
El circuito 40 se acopla a cada uno del por lo menos uno o más detectores de luz 30. Como tal, al menos uno o más detectores de luz 30 y el circuito 40 se configuran para identificar cooperativamente una aparición o la presencia y la característica de un evento de emisión de luz (por ejemplo, una llama en el quemador 21) en al menos una fuente de luz 20 correspondiente.
Para estos fines, el sistema de detección de luz 10 puede proveerse de una relación 1:1 de una o más fuentes de luz 20 y uno o más detectores de luz 30 (por ejemplo, una fuente de luz 20 y un detector de luz 30 como se muestra en FIGS. 1 y 2), una relación N:1 de una o más fuentes de luz 20 y uno o más detectores de luz 30 (por ejemplo, dos fuentes de luz 20 y un detector de luz 30 como se muestra en las FIGS. 3 y 4) o una relación N:N de una o más fuentes de luz 20 y uno o más detectores de luz 30 (por ejemplo, una fuente de luz 20 y un detector de luz 30, dos fuentes de luz 20 y dos detectores de luz 30 como se muestra en las FIGS. 5 y 6, tres luces fuentes 20 y tres detectores de luz 30, etc.).
Como se muestra en las FIGS. 7 y 8, cada uno del por lo menos uno o más detectores de luz 30 incluye una primera oblea 31 y una segunda oblea 32. Según realizaciones, las obleas primera y segunda 31 y 32 pueden incluir silicio, óxido sobre silicio, cuarzo, zafiro, sílice fundida, vidrio transparente a los rayos UV u otros materiales similares. En cualquier caso, al menos una de las obleas primera y segunda 31 y 32 son transparentes a ciertos tipos de luz, tales como luz visible, luz ultravioleta (UV), infrarroja (IR), etc. (por ejemplo, la primera oblea 31 puede formarse por óxido sobre silicio, que no es transparente a la luz UV y la segunda oblea 32 tendría entonces que ser transparente a la luz UV). La primera oblea 31 tiene una primera superficie principal 310 y una segunda superficie principal 311 que se opone a la primera superficie principal 310. La segunda oblea 32 tiene una primera superficie principal 320 y una segunda superficie principal 321 que se opone a la primera superficie principal 320.
Una película de semiconductor fotosensible 33 se dispone en una parte de la segunda superficie principal 311 de la primera oblea 31 y electrodos interdigitales (IDE) 34 se forman parcialmente en la película de semiconductor fotosensible 33. Un electrodo superior 35 se dispone en una parte de la primera superficie principal 320 de la segunda oblea 32. Las obleas primera y segunda 31 y 32 se unen de manera que la segunda superficie principal 311 y la primera superficie principal 320 se miran entre sí con una cavidad 36 definida entre ellas. Esta cavidad 36 puede sellarse herméticamente (o sellarse de otro modo) y, por tanto, puede cargarse con un gas que favorece los fenómenos fotoeléctricos que se producen entre los iDe 34 y el electrodo superior 35.
Según las realizaciones, las obleas primera y segunda 31 y 32 pueden unirse por frita, unirse anódicamente o pegarse (por ejemplo, pegamento termoendurecible o pegamento curable por UV) entre sí. En tales casos, cada uno del por lo menos uno o más detectores de luz 30 puede incluir además espaciadores 37 o mamparos que se interponen estructuralmente entre las obleas primera y segunda 31 y 32 alrededor y a una distancia de los respectivos perímetros de la película de semiconductor fotosensible 33, los IDE 34 y el electrodo superior 35. Se puede aplicar adhesivo a los extremos opuestos de estos espaciadores 37 de manera que los extremos opuestos de los espaciadores 37 puedan unirse a las obleas primera y segunda 31 y 32.
Continuando con la referencia a las FIGS. 7 y 8 y con referencia adicional a la FIG. 9, la película de semiconductor fotosensible 33 es generalmente plana y puede tener una huella de forma rectangular. Los IDE 34 se proporcionan como una primera parte de IDE 341 y una segunda parte de IDE 342. La primera parte de IDE 341 incluye un primer elemento de base 3410 que es alargado y se extiende a través de una parte de la película de semiconductor fotosensible 33 y primeros elementos digitales 3411 que se extienden desde un borde principal del primer elemento de base 3410. La segunda parte de IDE 342 incluye un segundo elemento de base 3420 que es alargado y se extiende a través de una parte de la película de semiconductor fotosensible 33 y segundos elementos digitales 3421 que se extienden desde un borde principal del segundo elemento de base 3420. Los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421 se entrelazan entre sí con un paso sustancialmente uniforme. El electrodo superior 35 es generalmente plano y puede tener forma rectangular. Al menos uno o más de los IDE 34 y el electrodo superior 35 incluyen material metálico, tal como níquel (Ni) u oro (Au).
Cuando las obleas primera y segunda 31 y 32 se unen, una distancia entre los IDE 34 y el electrodo superior 35 puede ser similar en magnitud al paso sustancialmente uniforme de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421 de los IDE 34 a sustancialmente mayor que el paso sustancialmente uniforme de los elementos digitales primer y segundo 3411 y 3421 de los IDE 34.
El circuito 40 puede incluir, para cada uno del por lo menos uno o más detectores de luz 30, un primer bucle 41, un segundo bucle 42 y un procesador 43. El primer bucle 41 se acopla en sus extremos opuestos a los electrodos IDE 34 y al electrodo superior 35, respectivamente, y al procesador 43. El segundo bucle 42 se acopla en sus extremos opuestos a unos secuenciales de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421, respectivamente, y al procesador 43.
Cuando la luz incidente de un evento de emisión de luz de una fuente de luz pasa a través de la segunda oblea 32 e impacta los IDE 34, los IDE 34 emiten un electrón hacia el electrodo superior 35. Este electrón (y todos los demás que se emiten de manera similar) se acelera y amplifica aún más mediante la tensión aplicada entre los IDE 34 y el electrodo superior 35 para dar como resultado un flujo de corriente mensurable. Esta corriente entre los iDe 34 y el electrodo superior 35 es luego leída por el procesador 43 a través del primer bucle 41 como una corriente que es indicativa del evento de emisión de luz que ocurre o está presente.
Por otro lado, cuando la luz incidente del evento de emisión de luz de la fuente de luz pasa a través de la segunda oblea 32 e impacta la película de semiconductor fotosensible 33 en una ubicación que se alinea con cualquiera de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421, la película de semiconductor fotosensible 33 emite un electrón al correspondiente de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421. Este electrón (y todos los demás que se emiten de manera similar) es leído por el procesador 43 a través del segundo bucle 42 como un diferencial de corriente entre las partes de IDE primera y segunda 341 y 342 que es indicativo de la característica del evento de emisión de luz (es decir, una frecuencia o longitud de onda de la luz emitida por el evento de emisión de luz).
Alternativamente, cuando la primera oblea 31 incluye materiales transparentes a los rayos UV, tales como cuarzo, sílice fundida, zafiro o materiales similares, la luz incidente se dirige a través de la primera oblea 31 sobre la película de semiconductor fotosensible 33 e impacta la película de semiconductor fotosensible 33 en una ubicación que se alinea cualquiera de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421. Luego, la película de semiconductor fotosensible 33 emite un electrón al correspondiente de los elementos digitales primero y segundo 3411 y 3421. Este electrón (y todos los demás que se emiten de manera similar) es leído por el procesador 43 a través del segundo bucle 42 como un diferencial de corriente entre las partes de IDE primera y segunda 341 y 342 que es indicativo de la característica del evento de emisión de luz (es decir, una frecuencia o longitud de onda de la luz emitida por el evento de emisión de luz).
Continuando con la referencia a la FIG. 9, se proporciona un método para ensamblar cada uno de al menos uno de los detectores de luz 30. Como se muestra en la FIG. 9, el método incluye inicialmente disponer la película de semiconductor fotosensible 33 en la parte de la segunda superficie principal 311 de la primera oblea 31 mediante, por ejemplo, procesamiento de depósito, procesamiento de crecimiento epitaxial u otro procesamiento similar. El método incluye entonces formar parcialmente los electrodos interdigitales (IDE) 34 en la película de semiconductor fotosensible 33 mediante procesamiento de deposición y/o procesamiento litográfico o grabado posterior (por ejemplo, en un caso, el procesamiento de deposición se puede realizar mediante enmascaramiento de sombra, en el que caso de que el procesamiento litográfico o el grabado posterior sean espurios). El método también incluye disponer el electrodo superior 35 en la parte de la primera superficie principal 320 de la segunda oblea 32 mediante, por ejemplo, procesamiento de depósito, procesamiento de crecimiento epitaxial u otro procesamiento similar y/o procesamiento litográfico o grabado posterior. En este punto, el método incluye unir la obleas primera y segunda 31 y 32 y cargar la cavidad 36 como se ha descrito anteriormente.
Según realizaciones alternativas y, con referencia a la FIG. 10, el método puede incluir formar el electrodo superior 35 en la parte de la primera superficie principal 320 de la segunda oblea 32 como una estructura de IDE 601. Aquí, la estructura de IDE 601 puede formarse mediante, por ejemplo, procesamiento de depósito, procesamiento de crecimiento epitaxial u otro procesamiento similar del electrodo superior 35 y procesamiento litográfico o grabado posterior. En este caso, se puede interponer una película de semiconductor fotosensible adicional 602 entre la estructura de IDE 601 del electrodo superior 35 y la primera superficie principal 320 de la segunda oblea 32. Debe entenderse que, en la realización de la FIG. 10, al menos una de la primera oblea 31 o la segunda oblea 32 debe ser transparente a los rayos UV (por ejemplo, cuarzo, sílice fundida, zafiro o vidrio transparente a los rayos UV). El otro puede proporcionarse como óxido sobre una oblea de silicio.
La descripción proporcionada en esta memoria está relacionada con un sensor de luz o llama escalable y de bajo coste con el mejor rechazo de la radiación solar, capacidad de respuesta, rango dinámico y tiempo de respuesta de su clase para soluciones de seguridad contra incendios comerciales y residenciales. Además, proporciona una alternativa atractiva y de bajo coste a los dispositivos semiconductores de estado sólido y los tubos de fotoionización empleados en aplicaciones industriales y de monitorización de calderas.
Aunque la invención se proporciona con detalle en relación únicamente con un número limitado de realizaciones, se debería comprender fácilmente que la invención no está limitada a dichas realizaciones divulgadas. En vez de eso, la invención se puede modificar para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes no descritas hasta ahora, pero que se corresponden con el alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. Adicionalmente, aunque se han descrito diversas realizaciones de la invención, se debe comprender que la(s) realización(es) a modo de ejemplo puede(n) incluir únicamente parte de los aspectos descritos a modo de ejemplo. Por tanto, la invención no debe verse como limitada por la descripción anterior, sino que está solo limitada por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de detección de luz para asociación con una fuente de luz (20), comprendiendo el sistema de detección de luz:
un detector de luz (30) que comprende dispositivos de película de semiconductor (31) y fototubo (32), comprendiendo el dispositivo de película de semiconductor una película de semiconductor fotosensible (33); estando configurado el detector de luz para disponerse con al menos una línea de visión (LOS) hacia la fuente de luz; y
circuito (40) acoplado al detector de luz, estando configurado el detector de luz y el circuito para identificar cooperativamente una presencia y una característica de un evento de emisión de luz en la fuente de luz; en donde el detector de luz comprende electrodos interdigitales formados parcialmente sobre la película de semiconductor fotosensible (33) y un electrodo superior opuesto a los electrodos interdigitales, y en donde los electrodos interdigitales se proporcionan como una primera parte de electrodo interdigital (341) y una segunda parte de electrodo interdigital (342), la primera parte de electrodo interdigital (341) comprende primeros elementos digitales (3411) y la segunda parte de electrodo interdigital (342) comprende segundos elementos digitales (3421); y
en donde el circuito comprende:
un procesador;
un primer bucle acoplado en sus extremos opuestos al electrodo interdigital y al electrodo superior, respectivamente, y al procesador, en donde el primer bucle se configura para identificar la presencia del evento de emisión de luz procedente de un primer fenómeno fotoeléctrico del detector de luz que comprende electrones emitidos por los electrodos interdigitales hacia el electrodo superior (35) dando como resultado una corriente entre los electrodos interdigitales y el electrodo superior; y
un segundo bucle acoplado en extremos opuestos del mismo a unos secuenciales de los elementos digitales primero y segundo respectivamente, y al procesador, en donde el segundo bucle se configura para identificar la característica del evento de emisión de luz a partir de un segundo fenómeno fotoeléctrico del detector de luz que comprende electrones emitidos por la película de semiconductor fotosensible (33) en el elementos digitales primero y segundo que son leídos por el procesador a través del segundo bucle como un diferencial de corriente entre la primera parte de electrodo interdigital y la segunda parte de electrodo interdigital.
2. El sistema de detección de luz según la reivindicación 1, en donde:
la fuente de luz (20) se proporciona como una pluralidad de fuentes de luz, y
el detector de luz (30) se proporciona como uno o más detectores de luz, cada uno de los cuales se configura para disponerse con al menos una LOS respectiva a una o más correspondientes de la pluralidad de fuentes de luz.
3. El sistema de detección de luz según la reivindicación 1 o 2, en donde la característica del evento de emisión de luz comprende una frecuencia de luz producida por el evento de emisión de luz.
4. El sistema de detección de luz según cualquier reivindicación anterior, en donde el detector de luz comprende:
una primera oblea (31) que tiene superficies principales primera (310) y segunda (311) opuestas; y una segunda oblea (32) que tiene superficies principales primera (320) y segunda (321) opuestas;
en donde la película de semiconductor fotosensible (33) se dispone sobre la segunda superficie principal de la primera oblea;
en donde una pluralidad de electrodos interdigitales (IDE) (34) se forman parcialmente sobre la película de semiconductor fotosensible;
en donde el electrodo superior (35) se dispone en la primera superficie principal de la segunda oblea, las oblea primera y segunda se pueden unir de manera que las respectivas superficies principales segunda y primera de las oblea primera y segunda se miren entre sí con una cavidad (36) definida entre las respectivas superficies principales segunda y primera de las obleas primera y segunda, y
la cavidad se carga con gas que favorece los fenómenos fotoeléctricos entre los IDE y el electrodo superior.
5. El sistema de detección de luz según la reivindicación 4, en donde las obleas primera (31) y segunda (32) comprenden cada una al menos uno o más de silicio, óxido sobre silicio, cuarzo, zafiro, sílice fundida y vidrio transparente ultravioleta (UV).
6. El sistema de detección de luz según la reivindicación 4 o 5, en donde la cavidad (36) se sella herméticamente.
7. El sistema de detección de luz según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde las obleas primera (31) y segunda (32) se unen por frita, sen unen anódicamente o se pegan.
8. El sistema de detección de luz según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde la distancia entre los IDE (34) y el electrodo superior (35) varía desde ser similar a un paso de los IDE hasta ser sustancialmente mayor que el paso de los IDE.
9. El sistema de detección de luz según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en donde tanto los IDE (34) como el electrodo superior (35) son metálicos.
10. El sistema de detección de luz según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en donde el electrodo superior (35) tiene una estructura de IDE y el detector de luz comprende además una película de semiconductor fotosensible (602) interpuesta entre la estructura de IDE de la superficie principal superior primera (320) de la segunda oblea (32).
ES18731682T 2017-05-30 2018-05-25 Detector de luz de fototubo y película de semiconductor Active ES2979258T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762512546P 2017-05-30 2017-05-30
PCT/US2018/034630 WO2018222528A1 (en) 2017-05-30 2018-05-25 Semiconductor film and phototube light detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2979258T3 true ES2979258T3 (es) 2024-09-25

Family

ID=62621053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18731682T Active ES2979258T3 (es) 2017-05-30 2018-05-25 Detector de luz de fototubo y película de semiconductor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11313718B2 (es)
EP (2) EP4368886A3 (es)
ES (1) ES2979258T3 (es)
FI (1) FI3631299T3 (es)
WO (1) WO2018222528A1 (es)

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1342130A (en) 1971-08-31 1973-12-25 Plessey Co Ltd Solid state photodetector
JPS60180052A (ja) 1984-02-24 1985-09-13 Hamamatsu Photonics Kk 光電子または2次電子放射用陰極
US4578583A (en) 1984-04-03 1986-03-25 The Babcock & Wilcox Company Solid state ultraviolet flame detector
GB9006920D0 (en) * 1990-03-28 1990-05-23 Nat Res Dev Light activated transducer
US5339070A (en) 1992-07-21 1994-08-16 Srs Technologies Combined UV/IR flame detection system
JP2651352B2 (ja) * 1993-06-02 1997-09-10 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極、光電管および光検出装置
US5471051A (en) 1993-06-02 1995-11-28 Hamamatsu Photonics K.K. Photocathode capable of detecting position of incident light in one or two dimensions, phototube, and photodetecting apparatus containing same
JPH0896705A (ja) * 1994-09-27 1996-04-12 Hamamatsu Photonics Kk 半導体光電陰極及び光電管
JP3565529B2 (ja) 1996-05-28 2004-09-15 浜松ホトニクス株式会社 半導体光電陰極およびこれを用いた半導体光電陰極装置
JPH1196896A (ja) 1997-09-24 1999-04-09 Hamamatsu Photonics Kk 半導体光電面
EP0986110A1 (de) 1998-09-10 2000-03-15 Electrowatt Technology Innovation AG Lichtempfindliches Halbleiterelement und Verwendung zur Regelung von Flammen
AU2001268756A1 (en) * 2000-06-26 2002-01-08 University Of Maryland Mgzno based uv detectors
JPWO2003087739A1 (ja) * 2002-04-17 2005-08-18 浜松ホトニクス株式会社 光検出センサ
JP3954478B2 (ja) 2002-11-06 2007-08-08 浜松ホトニクス株式会社 半導体光電陰極、及びそれを用いた光電管
JP4762719B2 (ja) 2004-02-17 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 光電子増倍管
JP4331147B2 (ja) 2005-08-12 2009-09-16 浜松ホトニクス株式会社 光電子増倍管
JP4699134B2 (ja) 2005-08-12 2011-06-08 浜松ホトニクス株式会社 電子管、及び電子管の製造方法
JP4939033B2 (ja) 2005-10-31 2012-05-23 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極
JP2007165478A (ja) 2005-12-12 2007-06-28 National Univ Corp Shizuoka Univ 光電面及び光検出器
CN101405826B (zh) 2006-03-29 2010-10-20 浜松光子学株式会社 光电变换装置的制造方法
US7566875B2 (en) 2006-04-13 2009-07-28 Integrated Micro Sensors Inc. Single-chip monolithic dual-band visible- or solar-blind photodetector
US7381966B2 (en) 2006-04-13 2008-06-03 Integrated Micro Sensors, Inc. Single-chip monolithic dual-band visible- or solar-blind photodetector
TWI288234B (en) * 2006-06-13 2007-10-11 Ghitron Technology Co Ltd Multi-directional-absorbing ultraviolet sensor
US8482197B2 (en) * 2006-07-05 2013-07-09 Hamamatsu Photonics K.K. Photocathode, electron tube, field assist type photocathode, field assist type photocathode array, and field assist type electron tube
JP2008135350A (ja) 2006-11-29 2008-06-12 Hamamatsu Photonics Kk 半導体光電陰極
JP2011176090A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Nippon Light Metal Co Ltd 紫外線センサ、およびその製造方法
US9212992B2 (en) 2012-07-18 2015-12-15 Microsemi Corporation Apparatus and method for sensing incident light having dual photodiode to absorb light in respective depletion regions controlled by different bias voltages
US9601299B2 (en) 2012-08-03 2017-03-21 Kla-Tencor Corporation Photocathode including silicon substrate with boron layer
CN104729703A (zh) 2013-12-20 2015-06-24 西安美育信息科技有限公司 一种新型带有紫外线检测功能的光检测传感器
US10126165B2 (en) 2015-07-28 2018-11-13 Carrier Corporation Radiation sensors
US9806125B2 (en) 2015-07-28 2017-10-31 Carrier Corporation Compositionally graded photodetectors
US9865766B2 (en) 2015-07-28 2018-01-09 Carrier Corporation Ultraviolet photodetectors and methods of making ultraviolet photodetectors
US10170289B2 (en) * 2015-09-14 2019-01-01 Shenzhen Genorivision Technology Co., Ltd. Phototube and method of making it
CN105789377A (zh) 2016-03-13 2016-07-20 浙江理工大学 一种基于氧化镓薄膜的新型火焰探测器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI3631299T3 (fi) 2024-06-13
WO2018222528A1 (en) 2018-12-06
EP4368886A2 (en) 2024-05-15
US20200200598A1 (en) 2020-06-25
EP3631299B1 (en) 2024-05-22
US11313718B2 (en) 2022-04-26
EP4368886A3 (en) 2024-06-19
EP3631299A1 (en) 2020-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9006636B2 (en) Radiation sensor
TW201816422A (zh) 可操作用於距離測量之光電模組
US10580630B2 (en) Photomultiplier tube and method of making it
JP2008051764A (ja) 測距センサ、及びその測距センサを搭載した電子機器
CN114594449B (zh) 探测装置、探测方法和激光雷达
CN108508428B (zh) 模块盖中具有一个或多个凹槽的接近传感器封装件
US12176174B2 (en) Photoelectron multiplying and collecting tube and imaging device using same
ES2984028T3 (es) Piranómetro y método para detectar suciedad en una cúpula en un piranómetro
WO2021124697A1 (ja) 半導体装置及び電子機器
ES2979258T3 (es) Detector de luz de fototubo y película de semiconductor
JP6386847B2 (ja) 紫外線センサ及び紫外線検出装置
JP6178197B2 (ja) 放射線検出装置および放射線検出方法
TWI841709B (zh) 帶有閃爍體的輻射檢測器及其操作與製造方法
TWI793407B (zh) 帶有閃爍體的輻射檢測器及其製造方法
JP2021170018A (ja) 受光装置およびこれを備えた光電式エンコーダ
IT202100032771A1 (it) Apparato di rilevazione ottica per la rilevazione dei semi che transitano in un tubo di semina di una macchina seminatrice perfezionato.
JP6495755B2 (ja) 紫外線検出器
KR101897606B1 (ko) 대면적 센서와 소면적 센서를 양 면에 배치한 양전자방출단층영상장치(pet)용 검출기 및 검출방법
JP2013142571A (ja) 放射線検出装置
JP2020035815A (ja) 検出装置及びセンサ装置
JP2017053712A (ja) 半導体発光素子の検査方法および製造方法