Исследование сенситометрических характеристик преобразователя изображения на основе гетероперехода CdS-Cu. S. Структура преобразователя оптического изображения в электрический сигнал была показана на рис.8. Рассмотрим возможности такой системы применительно к регистрации оптического изображения различного спектрального состава.
На рис.11 представлена зависимость величины модуляции тока, генерированного светом с л950 нм от длины волны коротковолновой подсветки. Рис.11. Зависимость величины тока короткого замыкания от длины коротковолнового света. Видно, что максимальный эффект достигается при л520 нм край собственного поглощения сульфида кадмия.
Более коротковолновый свет сильно поглощается в базовом слое сульфида кадмия, поэтому концентрация фотовозбужденных дырок в окрестностях ОПЗ определяется толщиной слоя сульфида кадмия W и диффузионной длиной дырок в этом материале Lp. Если WLp, то ОПЗ достигают не все фотогенерированные дырки, что приводит к уменьшению величины коротковолновой стимуляции.
Резкий спад чувствительности образца в коротковолновой области спектра обусловлен тем, что генерированные носители заряда рекомбинируют в объеме слоя сульфида кадмия, не успевая достигнуть области пространственного заряда, т.е. происходит поглощение света в поверхностном слое сульфида кадмия. Спад чувствительности в длинноволновой области говорит об уменьшении коэффициента поглощения световых квантов в слое сульфида кадмия, а более плавный наклон кривой спектральной зависимости чувствительности ФСИ на основе гетероперехода CdS-Cu2S о наличии примесных центров в сульфиде кадмия, участвующих в процессах генерации носителей тока. Для увеличения чувствительности следует либо уменьшить толщину базового слоя что на практике приводит к резкому ухудшению свойств гетероперехода, либо создавать оптическое изображение со стороны тонкого слоя сульфида меди. Таким образом, прибор может работать во всей области видимого спектра, хотя и с разной чувствительностью.
Это позволяет получить три цветоотделенных изображения в основных цветах и тем самым сформировать цветной видеосигнал.
Так как в данном устройстве считывание изображения производится не электронным лучом, а ИК - светом, то для него не требуется вакуум и высокое напряжение, применяемые для формирования электронного луча. Максимальная разрешающая способность устройства определяется дифракционным пределом фокусировки светового пятна, при помощи которого происходит считывание изображения, и составляет приблизительно 1 мкм. Спектральное распределение тока короткого замыкания позволяет охарактеризовать формирователь сигналов изображения на основе гетероперехода CdS-Cu2S как зеленочувствительный по общепринятой классификации для фотографических слоев.
Следовательно, запись оптической информации наиболее эффективна при длинах волн около 520 нм. Для исследования сенситометрических характеристик ФСИ была измерена и построена характеристическая кривая рис.12. Аналогом оптической плотности Д в данном случае служил десятичный логарифм тока короткого замыкания, генерированного преобразователем.
Обычно для построения характеристической кривой фотографических слоев, их облучают серией возрастающих экспозиций и затем по данным измерения проявленных почернении строят зависимость D от Н. Рис.12. Характеристические кривые ФСИ, измеренные при различных интенсивностях света и усредненная кривая. Для измерения характеристической кривой образца CdS-Cu2S был применен несколько другой способ, заключающийся в следующем.
ФСИ непрерывно освещался светом с длиной волны 520 нм. В процессе засветки в слое сульфида кадмия накапливаются неравновесные дырки, которые захватываются на некоторые локальные центры, что приводит к увеличению тока короткого замыкания. Возрастание Iкз со временем при определенной величине интенсивности света с 520 нм, регистрировалось на экране осциллографа.
При этом в качестве считывающего света использовался ИК - светодиод, работающий в импульсном режиме. Импульсы частотой 5 мс позволяли измерять изменение тока в образце без заметного эффекта стирания. При измерениях использовался закрытый вход осциллографа, что позволяло наблюдать реакцию ФСИ непосредственно на импульс без постоянной составляющей. Для подтверждения применимости данного метода были измерены характеристические кривые при интенсивностях возбуждающего света 0,05 лк, 0,1 лк, 0,5 лк. Как видно из рис.12, семейство кривых достаточно хорошо повторяет один и тот же профиль.
Это говорит о том, что образец обладает свойством интегральности и по отношению к нему применимо понятие экспозиции. Из усредненной характеристической кривой рис.12 были определены основные сенситометрические характеристики ФСИ на основе гетероперехода CdS-Cu2S. К ним относятся коэффициент контрастности, равный тангенсу угла наклона прямолинейного участка, который оказался равным 0.55, фоточувствительность S, определяемая в единицах ГОСТа и оказавшаяся равной примерно 16 ед. ГОСТа. 9.