Болометр
Боло́метр (від давньогрец. βολή — скачок, промінь і μέτρον — міра, вимірюю) — тепловий неселективний приймач випромінювання оптичного.
Загальні відомості
Заснований на вимірюванні опору електричного термочутливого елемента під час його нагрівання внаслідок поглинання вимірюваного потоку випромінювання.
Відносну зміну опору [math]ΔR/R[/math] зі зміною його температури на величину [math]ΔT[/math] описує наближена рівність [math]ΔR/R = β·ΔT[/math], де [math]β[/math] — температурний коефіцієнт опору; для металів [math]β[/math] ≈ 0,5 % на 1 К; для напівпровідників [math]β[/math] ≈ 4,2 % на 1 К.
Болометри включають в місткову схему, в двоє плечей якої уведено 2 однакові термочутливі елементи. Випромінювання направляють на один елемент. Другий використовують для компенсації зміни температури довкілля і радіаційних (див. Радіація) завад.
Термочутливий елемент болометра — тонкий (0,1–1 мкм) шар металу (Ni, Au, Be), поверхня якого покривається шаром чорні, що має великий поглинання коефіцієнт в широкій області хвиль довжин або напівпровідника з великим температурним коефіцієнтом опору.
Напівпровідникові болометри виготовляють з Ge і Sb, а також з оксидів Mn, Ni, Co.
Надпровідні болометри, що працюють на глибокому охолодженні (3–15 К), засновані на різній зміні електричного опору металу під час його переходу від нормального стану до надпровідного. У перехідній області температур температурний коефіцієнт опору стає дуже великим (~ 5000 % на К). Це призводить до збільшення чутливості болометра. Як матеріали для надпровідних болометрів використовують Sn, Ta, Nb тощо. В імерсійних болометрах термоелемент розміщено в оптичному контакті з лінзою, яка виготовлена з матеріалу з великим заломлення показником. Це дозволяє ефективно фокусувати випромінювання на приймальному майданчику до 0,001 мм2 і за рахунок зменшення площі термочутливого елемента знижувати поріг чутливості болометра.
Сучасні болометри в спектральному діапазоні до 50 мкм і за площі чутливого елемента 1–10 мм2 мають поріг чутливості 10-11–10-10 Вт/Гц1/2 за постійної часу 10-3–10-1 с.
Використання
Болометри використовують для визначення потужності інтегрального (сумарного) випромінювання, разом зі спектром — для вимірювання спектрального складу випромінювання (див. Спектр випромінювання). Застосовують у вимірювальній техніці як приймачі інфрачервоного випромінювання в області від 0,5 до 1000 мкм.
Література
- Физический энциклопедический словарь : в 5 т. Москва : Советская энциклопедия, 1960. Т. 1. 664 с.
- Физический энциклопедический словар / Под ред. А. М. Прохорова. Москва : Советская энциклопедия, 1983. 928 с.
- Encyclopedia of RF and Microwave Engineering : in 6 vol. / Ed. by K. Chang. Hoboken : Wiley, 2005.
- Bolometers / Ed. by A. G. Unil Perera. Rijeka : InTech, 2012. 210 p.
- Weber M. Handbook of Lasers. Boca Raton : CRC Press, 2019. 1224 p.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Довгошей М. І. Болометр // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Болометр (дата звернення: 29.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 23.03.2023
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
