JPH0361823A - 周波数ドメインのフォトディテクタ・アレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般に、放射検出器、特に放射光検出ｒＭ（
フォトディテクタ）の配列（アレイ）によって得られる
データカリＬ通伝送手段に並行に朗力され、個々のディ
テクタ出力はそれぞれ固有の周波数帯域内の周波数と１
２で表わされる放射光検出器配列に関する。本発明はま
と、超電導材料より作られるフォトディテクタ・アレイ
に関する。

［従来の技術］ フォトディテクタの通常のアレイは、一般的にはディテ
クタ振幅情報を連続的に逐次多重化する。振幅情報は一
般的に、フォトディテクタの１次元アレイまたは２次元
アレイの個々のディテクタに入射する放射光束の関数で
ある。例えばディテクタの集積回路１個、２次元焦点面
アレイは、電磁スペクトラム（ｅｌｅｅｔｒｏｓａｇｎ
ｅｔ［ｅ　５ｐｅｋｕｔ、ｒｃｎ＋）の赤外線（ＩＲ）
部内の入射光に対して感応できる。そのアレイ内の各７
オトデイテクタは、一般的にアレイの単位セルこして定
義される。

各単位セルは更に、関連した読取り回路アレイの単位セ
ルに接続され、読取り回路アレイにおいては、各読取り
Ｉｌｔ位セ小セル積化相互インピーダンス増幅器を構成
できる。各相互インピーダンス増幅器は、マルチプレク
サに接続される出力を有する。このマルチプレクサは、
所定時間においてフォトディテクタの単位セルの１９に
入射する放射光束を表わす信号を信号ブロッセサに逐次
出力する。

焦点面やその他の用途に対して、フォトディテクタのア
レイは通常、デューア（Ｄｅｖａｒ）内に超低温度（ｅ
ｒｙｒｏｇｅｎｌｃ　ｔｅｓｉｐｅｒａｔｕｒｃ）で保
持される。例えばそのアレイは、液体窒素の超低温シス
テム（ｃｒｙｒｏｇｅｎｉｅ　ｓｙｓｔｅｇ＋）の作用
によって約７７度Ｋに保持される。

〔発明がＭ決しようとする課ｌｉｌ＋〕データ・ストリ
ームの直列特性によって生じる、このような実際のシス
テムに関する１９の問題点は、アレイ中の全てのフォト
ディテクタの単位セルに出力するために必要となる時間
量に関連する。リアルタイム検出動作を実現するために
は、リアルタイム動作に適合できる時間内で読み取られ
、処理される単位セル数に単位セルの全数を置き換える
必要がしばしば発生する。その結果として、そのアレイ
の画像解像度は所定の用途のための最適な状態より劣る
かもしれない。

通常のイメージング・システムに関する他の問題点は、
アレイ内の特定の単位セル、または単位セルグループへ
のアクセスは、読取り回路の逐次特性によって抑制され
ることである。このことはズーム、背景除去（ｂａｃｋ
ｇｒｏｕｎｄ　５ｕｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ）・ガンマ抑
＠（ｇａ＋＋ｎａ　５ｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）および、
オフセット／ゲイン修正または、同様な操作を行なうこ
とが望まれる場合に、不利益を及ぼすかもしれない。そ
の結果、システムパワーの消耗、電気的ノイズおよびパ
ッケージ・サイズの増大に付随して、高速アナログおよ
びデジタル信号処理回路を提供する必要が生じるかもし
れない。

［３２ｉを解決するための手段、およびその作用］本発
明によれば、放射光感応検出器アレイを複数の単位セル
で構成する。その各単位セルは、検出器に入射する放射
光の関数である出力信号を発生するため入射放射光に感
応する放射光検出器と、その検出器の出力に結合され該
放射光検出器に関連した周波数の範囲内の値を有しその
検出器出力信号の関数である大きさの周波数を有する信
号に検出器出力信号を変換するための変換手段と、によ
り構成する。

まと、この発明によると、Ｓｉ、ＧａＡ１．ＩｎＳｂ、
またはＨｇＣｄＴｅ等の材料からなる半導体ディテクタ
より構成される通常の放射光ディテクタ・アレイは、各
単位セル内の周波数変換成分に振幅を付加することによ
って周波数ドメイン構造を有する。

本発明の更なる重要な特徴は、超電導および電流または
電圧／周波数変換特性を本格的に表わす放射光ディテク
タのアレイを含むフォトディテクタ・アレイ単位セルが
提供されることである。

本発明のこの局面によると、共通のフォトディテクタ、
電圧周波数変換器および、出力伝送ライン（これら全て
が共通基板に集積化されている）を含む超電導成分を有
した周波数定義域（ドメイン）放射光検出単位セルとし
て開示されている。

［実施例］ 本発明は赤外線放射線のような電磁放射を検出するため
のセンサアレイに関して記述されているが、本発明の教
示は、例えば音響センサアレイのようなセンサアレイの
数多くのタイプに一般的に応用できることが理解される
べきである。

第１図を参照すると、放射光センサアレイ１０を表わす
ブロック図が示されており、その放射光センサアレイ１
０は、本発明によると、複数の放射光ディテクタにより
構成され、各放射光ディテクタは入射放射光に感応し、
矢印Ａによって示される入射放射光を出力信号に変換す
る。

ディテクタ１２〜１６の出力は、関連する電圧周波数（
Ｖ／Ｆ）変換デバイス１８〜２２の入力に結合される電
圧（Ｖｌ−Ｖｎ）として表わしても良い。各デバイス１
８〜２２は、固有の所定周波数レンジ内にある出力周波
数を発生し、この周波数レンジは、ここにおいて「周波
数ビン（区分）　（ｒｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｂｌｎ）　Ｊ
として示されている。故に、各デバイス１８〜２２の瞬
時出力周波数は、対応するディテクタに入射する放射光
束の関数である。すなわち、その各デバイス１８〜２２
のそれぞれは、固有の周波数帯域内の周波数＜ｆ　ｉ）
を出力する。各周波数帯域は、ディテクタの固有のダイ
ナミック・レンジ内の放射光ディテクタ出力電圧の範囲
に対して隣接する周波数帯域がオーバーラツプしないよ
うに選択される。

各デバイス１８〜２２の周波数出力は、対応するコンダ
クタ２４〜２８を介して、光ファイバーのような低損失
伝送ライン３０に接続され、この伝送ラインはデバイス
出力周波数を周波数デスクリミネータ３２に伝送する。

この周波数デスクリミネータ３２は、アレイ出力信号の
大きさに関連するー出力信号を発生するために動作する
。この周波数デスクリミネータ３２の出力信号は、所定
の期間内でそれぞれ発生する複数のパルスであっても良
い。各所定期間は、ある時間内でのパルスの発生が、デ
ィテクタ出力ｖｉの振幅の関数であるような特定のディ
テクタ１２〜１６と関連する。周波数デスクリミネータ
３２は、好ましくは、各所定期間内に特定のディテクタ
の「周波数ビン」に対応する掃引周波数帯域を発生する
ために接続される周波数シンセサイザ３４を有する。−
般的に、この周波数デスクリミネータ３２は、シンセサ
イザ３４の周波数がディテクター２〜１６の特定の１９
の周波数Ｆ、に対応するときに、１９の出力パルスまた
は出力信号を凰 発生する。

次ぎに第２図を参照すると、第１図の周波数デスクリミ
ネータ３２の一実施例が示されている。デスクリミネー
タ３２への入力は、周波数ミクサー（混合器）３６に逐
次または同時に供給される複数の周波数（ｆ　　　ｆ　
　　・・・ｆ　）で１″　　２’　　　　　　ｎ ある。周波数シンセサイザ３４はミクサー３６の１入力
に接続され、掃引周波数帯域（Ｂ工、　　Ｂ　２　、　
Ｂ　３　、等）をミクサーに供給する。増加帯域（ｌｎ
ｃｒｅｇ＋ｅｎｔＢａｎｄ）信号は、周波数の出力帯域
をシフトまたは変更するシンセサイザ３４に供給される
。実際には、このシンセサイザ３４は一種のチャーブ（
ｃｈｔｔｐ）　ｔ＜ルス発生器であっても良い。ミクサ
ー３６の出力は、シンセサイザ３４のチャープ周波数出
力が入力信号周波数（ｆ　　　ｆ　　　・・・ｆ　）の
１９に対応するときに発生１°　２’　　　　　　ｎ するパルスであっても良い。ローパス・フィルタ３８は
、ミクサー出力がコンパレータ４０に供給される以前に
ミクサー３６の出力をフィルタリングするために設けら
れても良い。

コンパレータ４０は、ミクサー３６のパルス出力が比較
される基準入力Ｖ　　　を含む。コンパレータ４０は、
パルス振ＥＦ 幅が基準レベルの振幅を超過するときに出力を発生する
。このパルス出力は、カウンタ動作を停止させるために
カウンタ４２に供給されても良い。このカウンタ４２は
、クロック・ソース４４によって発生されるクロック周
波数に接続されるカウント入力を更に有する。

ゲート４６は、周波数シンセサイザ３４が他の「周波数
ビン」にシフトされていムい時間だけ、カウンタ４２に
クロック１．ｊ１彼敗を供給するために設けられている
。それ故に、コンパレーク４０の出力パルスの発生は、
カウンタ４２の動作を停止さ１４．カウンタが停止して
いるカウント→Ｊ゛イクルの特定点は、ミクサー３６に
入力する周？ＩＩｉ数によって決定される。

カウンタ出力は関連する出力う・Ｉチ４８によってスト
ア（記憶）される。好ましくは、カウンタ４２は、シン
セサイザ３４の周波数スイープ（Ｕ引）の開始に同期し
て所定位に初期化されるブリセットカウンタであり〔も
良い。まと、カウンタ４２は、異なる「周波数ビンＪが
選択される時にリセットされ、各「周波数ビン」が個々
のディテクタ１２〜１６に対応することが思い起こされ
る。コンパレータ４０からのパルス出力は、カウンタ４
２の饋をラッチ４８にストアさせるために保用される。

ラッチ４８の出力は、入射ｈｋ　Ｑ、Ｉ光に関する３３
号処理が完了される（１号ブロツセザ（不図示）に入力
される。この１２号処理は例えば、１１標認識、情報獲
１りおよびトラッキングに関する。−殻内に、信号処理
は重加帯域（Ｉｎｃｒｅａｅｎｌ　Ｂａｎｄ）（、Ｅ号
を処理する。

］つのアレイ内におけるディテクタの総数のサブセット
の１９または数個の出力は、所望のディテクタまたは複
数のディテクタに対応する「ｇ４波数ピン」のみをミク
サー３６に供給することによって得られるということが
認識されるべきである、このように、ズームおよびトラ
ッキング・フテンクションが遂行されても良い。更に、
背景除算（ｂａｃｋｇｒｏ＋川ｒｌ　ｓｕｌ用１ｒａｃ
ｔｌｏｎ）は、走査ｊ１１波数を記憶し、カウンタ４２
を各ディテクタ・サイ１１２〜１６位置において放射背
景（バックグラウンド〉レベルに対応する値１こ初期設
定することによって行われても良い。

本発明の一局面は、ジョセフソン効果を呈する超電導キ
イ１１から構成される周波数ドメイン放射光ディテクタ
・アレイを抛示している。本発明は特に、関連する臨海
温度以下で動作する超７１１導特性を示す超電導１イ料
を採用する場合に特にａ益である。そのような材料の例
としては、ＹＢａＣｕＯ，Ｂ１５ｒＣａＣｕＯ，ＴｌＣ
ａＢａＣｕＯ等があげられる。このような材料は高温電
導体（ＨＴＳ）と１５て特徴づけられているが、その他
のいか収る超電導材料も本発明の範囲内に含まれる。

次ぎに第３Ａ図を参照すると、ジョセフソン・ジャンク
ションまｔ−はジョセフソン・モードで動作する弱リン
ク等の超電導素子５２から成る適正な周Ｉｊｉ数デスク
リミネーク５０が示されている。ずりわち、超電導素Ｔ
−５２は、方捏式ｖ−２ｅ／ｈ　（に従って動作する。

但し、ｅは電荷、ｈはブランク定数（Ｐｌａｎｃｋ’ｓ
　ｃｏｎｓｔａｎｔ）をそれゼれ表わす。この周波数デ
スクリミネータ５０は、フォト検出アレイからの入力周
波数（ｆ　　　ｆ　　　・・・ｆ　）を電流段に変換す
るように動作１°　　２°　　　　　ｎ する。ファンクシタンナジエネレーク（関数発生５）５
４は例えば、ｖ８□Ａｓ信号として示される側波形を生
成するため１．ｍ　ＪＭ供さイｔ−ｒいる。コンパレー
タ５６の２つの入力ノード間に低位５８が接続され、”
ＢＩＡＳと入力周波数とがこの抵抗５８に現れる。

また第３［３図のグラフは、超電導末子５２の動作特性
を示し、ｖＢＩＡＳの大きさは、入力周波数にそれぞれ
対応する多数のステップ（段）が電流波形に現れるＸ軸
に沿ってほぼｌｒＩ線的に増加されていくことがわかる
。これらのステップは微分回路（不図示）に出力を供給
するコンパレータ５６によっτ検出され、ジョセフソン
素子５２の動作によって＋ｆｆ線的に増加する側波形の
期間に関する特定ｍ流ステップに対応するフォトディテ
クタ出力の大きさを示すものである。ジョセフソン素子
５２の［Ｆｉｌ存の電圧周波敗変邊特性により、直線的
に増加するｔＩｔ波形は、複数の周波数帯域にわたって
ミクサー５０を効率的に「掃引」することが評価される
。

次ぎに第４図を参照すると、フォ］・検出ア１／イの単
一ｔｌｔ位セル６０が示されている。典型的なアレイは
複数の単位セルにｊ：り構成されていることが理解でき
る。例えばそのフート検出アレイは、６４Ｘ６４の単位
セルの２次元アレイであっても良いａ　’ｌ’位セ小セ
ル６０矢印で示すρ（λ）によって示される入射ｈ’Ｌ
　Ｉｔ光を電流に突換する超電導フォトディテクタ６２
で構成されている。このフｔトディテクタ６２はＨＴ　
Ｓフィルム等の超電導領域を含み、バイアスＶ　Ｂ　ｌ
を有し、抵抗的に分岐したジ３セフソン◆ジャンクジタ
ンまたは、弱リンク電圧＄１１１３１オッシレータ（Ｖ
ＣＯ）６２のための電源として動作する。

ジョセフソン関係式　Ｖ＝２ｅ／ｈｆは、検出電流ど出
力周波数【、たの間の直線的関係を表わしている。この
直線内直 関係は、式　１−Ｖ／Ｒによって表わされる。

ＤＥＴ　　　Ｂｌ　　　ｇ ’ＴＲＩＭｊにより示されるオフセット電流を固定また
はプログラマブル抵抗ＲＴＲＩＭｉ６６を介して得るた
めに、直線性周波数オフセットは第２のバイアス・電源
ＶＢ２を付加することによりて達成される。アレイ中の
各７オトデイテクタのためのＲＴＲＩＭｉの抵抗値は、
アレイ中の各フすトディテククに対して異なるオフセッ
ト電圧値、しかも異なる弁型光周波数帯域を提供するた
めに、むしろ異なる値を示す。

出力転送ライン１．：ＩＩＩ列に接続されるチ穿−り６
８のようＵインピーダンスは、出力周波数ｆ、を生成す
る。前述したＶＣ０６２からの出力周波数は、超電導帆
送ライン７０に直接接続されても良く、またはジもセフ
ソン・ジャンクジタン電流スイッチ７２を経由して接続
されても良い、好ましくは、伝送ライン７０は、ジョセ
フソン・ジャンクシ曽ンＶＣＯ６２によって発生される
周期的正弦波の出力またはパルス列出力の反射を最少に
するために、レーストラック（ｒａｃａｔｒａｃｋ）タ
イプの伝送ラインとする。第３Ａ図のデスクリミネータ
５０のような周波数デスクリミネータは、同波数出力を
検出するために伝送ライン７０と接続されている。

第５図を参照すると、高温半導体中位セル８０の・一実
施例が概略的に示されている。この例によれば、単位セ
ル８０は、−辺が約２ミリメートルのｔｎｍ的寸法を有
している。第５図に見られるように、この単位セル８０
は、ＨＴＳフオトディテクタ８２およびジラセフソン・
ジャンクシリンＶＣＯ８４より構成されている。はしご
状の抵ｔＪｔｉネットワーク８６は複数のタップを持ち
、その１９がＶＣＯ８４に基準電圧を供給する。一般に
、このネットワーク８６は多数のタップを持ち、その各
々がそれぞれ異なる電圧を有している。全てのタップの
数は、各中位セルが各々識別できる固ａの周波数帯域を
有するようにするために、アレイ巾の単位セルの数に等
しくしても良い。Ｈ５Ｔフォトディテクタ８２は、入力
バイアス電流！、　が供給され、分岐ジッセフソン・ジ
ャンクシ町ｎ ン９０および対応する分路コンデンサＣを有するＨＴＳ
フィルム・フォトディテクタ８８から構成されている。

ディテクタ８２の出力は、この場合、基準電圧Ｖ　　　
　と合或さＥＦ２ れる電圧Ｖ　　　である、これらの２つの電圧は合算さ
れ、ＤＥＴ ＶＣＯ８４に供給される。ＶＣＯ８４は、対応する分路
抵抗ｕＲおよび対応する分路コンデンサＣを有するジッ
セフｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　６ソン・ジャンクシリン９
２から構成されている。ＶＣＯ８４の出力は、式Ｆ　　
　　−２ｅ　（Ｖ　　　　＋ＶＯＵＴ　　　　　　ＤＥ
Ｔ　　　ＲＥＦ２）／ｈによって与えられるＪｉＩＪ波
ｉｌ［Ｆ　　　　である。すなわち、周波ＵＴ 数出力は固定された基準電圧の大きさによって設定され
る周波数帯域内にある。帯域内の瞬時の周波数は、フォ
トディテクタ８２に入射する放射光の関数である。単位
セル８０の周波数出力は、アレイの他の単位セルの周波
数出力と関連して、第３Ａ図に示すデスクリミネータ５
０のような周波数デスクリミネータ（不図示）に供給さ
れる。

第４図および／または第５図に示された単位セルは、フ
ォト検出素子と関連する電圧制御オフシレータとが互い
イネ密に接近するように、ノ（通基板に組み込まれるご
とくに修正できることは理解できる。この事は、フォト
検出アレイおよびマルチブレク？および／または、トラ
ンスインピーダンス増幅器のよう／ｊ出力結合のアレイ
を採用する通常のシステムよりも回路の複雑性およびサ
イズにおいて軽減される。

また更に、′ｇｉ４４図および第５図の単位セルの構成
要素は、実質的に超電導材料によって横築されても良い
。この特徴は、電子ノイズや動作温度の著しい減少が達
成される通常の単位セルのＭＯ９ＦＥＴタイプのデバイ
スよりも、極めて大きな改良である０本発明によれば、
１１４図または第５図のいずれかの単位セルは、フォト
ディテクタ・アレイの各フォトディテクタが固有に特定
できる周波数帯域に割り付けられる周波数ドメイン内に
おいて動作する。これは、そのアレイ内の特定ムフォト
ディテクタの１９のアドレッシング呼出しを容易にする
。このアドレッシングは、前述した如く掃引周波数帯域
または、フォトディテクタの周波数帯域に対応するｌ］
ｉ線的に増加するポテンシャルを与えることによって達
成される。

以上のように、ズームおよび他の機能は、容易に実施さ
れる。まと、本発明に従って構成されたフォトディテク
タ・アレイは、ディテクタ出力の全て、または幾つかの
大きなサブセットが任意の所定時に信号プロセッサに利
用できる並列信号処理技術と互換性のあることが評価さ
れる。

通常のフォトディテクタ・アレイにおいて行われるよう
に、ある積分期間（＋ｎｔｅｇｒａｔ＋ｏｎ　ｐｅｒｌ
ｏｄ）を越えて積分される光検出信号を発生することが
望まれれば、複数のディテクタの読取り値は、アレイに
接続されている信号プロセッサによってそのように積分
されても良い。積分期間は読取りエレクトロニクスの関
数ではないので、積分期間自体は動作中において信号プ
ロセッサにより容易に変更され得る。

本発明の前述した記述に基づいて、この技術に精通する
者は、この構造に対して変形例を引き出すことができる
。このように、本発明は上述した記述内容に限定される
ものではなく、本要、旨を逸脱しない範囲内で請求項に
よって定義されたように限定される。

〔発明の効果〕

上述した問題点および他の問題点が克服され、本発明に
従って構成され動作されるディテクターアレイによって
他の利点が実現される。すムわち、本発明によれば、放
射光ディテクタ・アレイは周波数ドメイン（定ａ域）構
造を有し、この構造において人財する放射光は放射光セ
ンサーアレイによって並列に映像化される。イメージン
グアレイは、シングル・バスに並列データ・ストリーム
として出力Ｃ３号を供給し、このバスにおいて各フォト
ディテクタの出力は周波数の特別の識別帯域（バンド）
内の１９の周波数として表わされている。各周波数バン
ド内の特定の周波数は、フォトディテクタの出力信号の
振幅の関数である。特定の周波数帯域を各フォトディテ
クタに関連させることにより、データ・ストリームはシ
ングル・バスで混合され、それによって通常の直列デー
タ・ストリーム・システムに関しては、アクセス・タイ
ムおよびオーバーオール・アレイ（重畳配列）データ・
シダクションの両方について極めて重大な改良をムす。

勿論、電子ノイズに対する免疫性（＋ｍ５ｕｎ＋ｔｙ）
、およびイオン化放射に対する固有のシステム強度に関
して重要な改良が得られる。

また本発明は更に、所望の単一ディテクタまたは複数の
ディテクタと関連する１９またはｍ敗の周波数帯域を呼
出しくアドレッシング）、または選択することにより、
１９以上の固有のディテクタを読み出す。この特徴は、
過度の信号部ＰＪＷ求をしないでズームまたはトラッキ
ング機能を実現できる。勿シ、放射によって比較的大き
む周波数シフトの基と収る大きな（ｄ号のオフセットは
、明確に識別され得る。更に、システムノイズによる周
波数シフトは、信号の均一化によりて減少され得る。本
発明の一実施例によれば、フォトディテクタの出力を表
わす周波数は低分散伝送ラインに＋１！接人カされても
よく、これによりスイッチング１回路およびデコーディ
ング回路の一般的な必要性を削成し、その結果、回路お
よび全体のパフケージサイズを顕著に縮小することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、周波数ディスクリミネータの入力に結合され
る伝送ラインに結合されている出力を有する電圧／周波
数変換装置に結合される放射光ディテクタを示すブロッ
ク図、ｍ２図は、第１図の周波数ディスクリミネータの
一実施例のブロック図、 第３Ａ図は、個々の放射先検出重位セルの出力周波数を
電流に変換する電導体ミクサーおよび放射光検出単位ｉ
λを電流階段波形（Ｃυｒｒｅｎｔ　５ｔｅｐｓ）に変
換するローパス・フィルタを表わす図、 第３Ｂ図は、第３Ａ図のミクサーの電圧の関数としての
電流を示したグラフである。 第４図は、弱リンク（νｅａｋ　１１ｎｋ）またはジジ
セフソン素子ジャンクション電圧／周波数コンバータを
含む超電導要素とで構成される単位セルの一実施例を表
わす図、第５図は、弱リンクまたはジジセフソン素子ジ
ャンクション電圧／周波数コンバータと結合される超電
導フォトディテクタを含む超電導半導体材料からなるフ
ォト検出アレイのための単位セルの他の実施例を表わす
図である。 １０・・・放射光センサアレイ、１２，１４．１６・・
・ディテクタ、１８．２０．２２・・・電圧周波数変換
デバイス、２４，２６゜２８・・・コンダクタ、３０・
・・低損失伝送ライン、３２・・・周波数デスクリミネ
ータ、３４・・・周波数シンセサイザ。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射光感応検出器アレイは複数の単位セルにより
   構成され、各単位セルは、 検出器に入射する放射光の関数である出力信号を発生す
   るため入射放射光に感応する放射光検出器と、前記検出
   器の出力に結合され、前記放射光検出器に関連した周波
   数の範囲内の値を有し、前記検出器出力信号の関数であ
   る大きさの周波数を有する信号に前記検出器出力信号を
   変換するための変換手段と、により構成される。
2. （２）前記変換手段の出力周波数を周波数識別手段に伝
   送するための伝送手段を更に有する、請求項１に記載の
   アレイ。
3. （３）掃引周波数帯域の発生手段と、 前記伝送手段および前記発生手段に結合され、掃引周波
   数帯域に周波数出力を混合するためのミキシング手段と
   、周波数出力が掃引周波数帯域内の周波数に対応すると
   きを指示するための指示手段と、 前記検出器出力信号の振幅内の周波数出力を相関するた
   めの相関手段と、から構成される請求項２に記載のアレ
   イ。
4. （４）前記発生手段は、前記単位セルの１つの周波数レ
   ンジに対応する周波数をそれぞれ有する複数の掃引周波
   数帯域を、順次に発生するために動作できる、請求項３
   に記載のアレイ。
5. （５）前記放射光検出器および前記変換手段は、ジョセ
   フソン効果を示す材料より構成される請求項１に記載の
   アレイ。
6. （６）前記放射光検出器は、超電導材料により構成され
   る、請求項５に記載のアレイ。
7. （７）前記変換手段は、ジョセフソン・ジャンクション
   電圧制御オッシレータより構成される、請求項５に記載
   のアレイ。
8. （８）前記変換手段は、弱リンク電圧制御オッシレータ
   により構成される、請求項５に記載のアレイ。
9. （９）少なくとも、前記放射光検出器、前記変換手段、
   前記伝送手段、および前記ミキシング手段は、それぞれ
   、共通基板に設けられる高温超電導材料から構成される
   、請求項３に記載のアレイ。
10. （１０）前記変換手段の各々が、他の全ての特定周波数
    帯域と重畳しない特定周波数帯域内の周波数を出力する
    ように前記変換手段の各々をバイアスするためのバイア
    ス手段を更に有する、請求項９に記載のアレイ。
11. （１１）入射放射光の特性の関数である大きさを有する
    出力信号を発生するようにそれぞれ動作できる複数の放
    射光検出器を提供するステップと、 出力信号の大きさの関数である大きさを有し、非重畳で
    ある各放射光検出器の出力信号を変換するステップと、
    周波数ディスクリミネーターに前記周期的信号を結合す
    るステップと、から構成される複数の放射光検出器の動
    作方法。
12. （１２）各検出器からの前記周期的な信号を掃引周波数
    帯域と比較するステップと、 前記周期的信号の周波数に実質的に等しい掃引周波数帯
    域内の周波数を識別するステップと、 掃引周波数帯域内の識別された周波数を前記検出器の出
    力信号の大きさと相関するステップと、から構成される
    請求項１１に記載の方法。
13. （１３）周期的出力信号が周波数弁別器に個々に、且つ
    順次に接続される請求項１２に記載の方法。
14. （１４）周期的出力信号が周波数弁別器に接続される、
    請求項１２に記載の方法。
15. （１５）前記比較ステップ、前記識別ステップ、および
    前記相関ステップは、繰り返し行なわれ、前記掃引周波
    数帯域が繰り返す毎に異なる周波数帯域に変更される、
    請求項１２に記載の方法。
16. （１６）特定の検出器出力信号の大きさを決定するため
    、複数の検出器の特定の１つをアクセスするステップを
    更に有し、特定の検出器に関連する周波数レンジに実質
    的に等しい周波数帯域を決定するステップと、 決定された周波数帯域に対応する掃引周波数帯域と各検
    出器からの周期的信号の周波数を比較するステップと、
    特定の検出器に関連する前記周期的信号の周波数に実質
    的に等しい掃引周波数帯域内の周波数を認識するステッ
    プと、特定の検出器出力信号の大きさと掃引周波数帯域
    内の認識された周波数を相関するステップと、から構成
    される請求項１１に記載の方法。
17. （１７）複数の放射光検出器を提供するステップは、超
    電導遷移温度（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｔｒａ
    ｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）以下に複数の
    放射光検出器を冷却するステップを含む、請求項１１に
    記載の方法。
18. （１８）検出器に入射する照射量の関数である大きさの
    出力信号を有する超電導放射光検出器と、 前記出力信号をこの出力信号の大きさの関数である周波
    数を有する周期的信号に変換するため前記検出器出力信
    号に結合され、ジョセフソン効果に従って動作する少な
    くとも１つの構成要素により構成される変換手段と、か
    ら構成される超低温で動作するフォト検出器アレイの単
    位セル。
19. （１９）前記変換手段は、前記周期的信号の周波数がバ
    イアス信号の大きさにより決定される周波数レンジ内に
    存在するように、前記変換手段をバイアスするためのバ
    イアス信号に結合される入力端子を含む、請求項１８に
    記載の単位セル。
20. （２０）周期的信号の周波数がｆであり、前記検出器出
    力信号は電圧Ｖ＿Ｄ＿Ｅ＿Ｔで表わされ、前記バイアス
    信号がＶ＿Ｒ＿Ｅ＿Ｆとして表わされるとき、前記周期
    的信号の周波数が方程式ｆ＝（Ｖ＿Ｄ＿Ｅ＿Ｔ＋Ｖ＿Ｒ
    ＿Ｅ＿Ｆ）２ｅ／ｈで与えられる、請求項１９に記載の
    単位セル。
21. （２１）超低温で動作するフォト検出器アレイは、複数
    の単位セルにより構成され、各単位セルは入射する照射
    量の関数である大きさの出力信号を有する超電導放射光
    検出器と、前記出力信号をこの出力信号の大きさの関数
    である周波数を有する周期的信号に変換するため前記検
    出器出力信号に結合され、ジョセフソン効果に従って動
    作する少なくとも１つの構成要素からなる変換手段と、
    から構成され、前記アレイは、 前記変換手段のそれぞれからの周期的信号を結合するた
    め前記変換手段の各々に結合される手段と、 前記周期的信号の各々の同波数を認識するため、前記周
    期的信号を受けるための前記結合手段に接続された１つ
    の入力を有する入力手段を更に有する。
22. （２２）前記変換手段の各々をバイアスするため、複数
    のバイアス信号を発生する発生手段を更に含み、前記周
    期的信号の周波数が前記バイアス信号の大きさにより決
    定される周波数レンジ内に存在し、各々の周波数レンジ
    の各々は互いに重量しない、請求項２１に記載のフォト
    検出器アレイ。
23. （２３）周期的信号の周波数がｆであり、電圧で表わさ
    れる検出器出力信号が電圧Ｖ＿Ｄ＿Ｅ＿ＴでＡｒ表わさ
    れ、前記バイアス信号がＶ＿Ｒ＿Ｅ＿Ｆとして表わされ
    るとき、周期的信号の周波数が方程式ｆ＝（Ｖ＿Ｄ＿Ｅ
    ＿Ｔ＋Ｖ＿Ｒ＿Ｅ＿Ｆ）２ｅ／ｈで与えられる、請求項
    ２２に記載のフォト検出器アレイ。