 |
|
Наноструктурний іч-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання
Наноструктурний ІЧ-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, що складається з діелектричної мембрани площею S з термочутливим елементом (ТЧЕ) і поглиначем електромагнітної енергії (ПЕЕ), прикріпленою до твердої підкладці за допомогою струмопровідних шинок, який відрізняється тим, що з метою спрощення конструкції і , в підсумку, підвищення питомої обнаружительной здатності D * (ТЧЕ) і (ПЕЕ) об'єднані в одному елементі, який виконаний у вигляді покриття з тонкопленочного монокристальна матеріалу Bi 1-xSbx (0 <x <12), максимально покриває поверхню мембрани, що включає смужку шириною a і довжиною b, причому зазначена смужка відокремлена зазорами шириною l від іншої частини покриття, крім кінців смужки шириною а, з'єднаних з іншою частиною покриття, розділеного щілиною m на дві частини, кожна з яких з'єднана зі своєю токопроводящей шинкою, а обидві ці частини електрично з'єднані зазначеної смужкою, причому фізичні та геометричні параметри болометра задовольняють експериментально отриманим співвідношенням: R / 2Z <1, де R - питомий поверхневий опір плівки, Z = 120Наноструктурний ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 Ом - імпеданс вільного простору, S / наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 1> l2 / наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 2, де наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 1 - температуропровідність середовища, безпосередньо контактує з мембраною (в даному випадку повітря), наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 2 - температуропровідність матеріалу мембрани.
Пристрій працює наступним чином. При впливі на болометричний приймач імпульсом прямокутної форми електромагнітної хвилі відбувається інтенсивне поглинання енергії всім покриттям, що призводить до нагрівання смужки 7 і іншої частини покриття і зміни його ефективного опору на величину наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 R = R0Наноструктурний ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 T, де наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 T - зміна температури, а наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 - ефективний температурний коефіцієнт опору.
Вимірювання вольт / ватної чутливості W проводились з використанням випромінювального чорного тіла при температурі 500 K, світлофільтра з InSb і механічного модулятора. Отримано оціночні значення W ~ 4500 В / Вт і D * ~ 2,6 * 109 Вт -1 смГц, наноструктурних ик-приймач (болометр) з великою поверхнею поглинання, патент № 2511275 ~ 10-2 с.
Винахід пояснюється кресленням, на якому представлений схематичний план виду ІЧ-приймача (болометра) в аксонометріческой проекції: до підкладки 1 (зазвичай кремній) прикріплена діелектрична мембрана 2, на яку нанесено покриття 3 з тонкопленочного Монокристальна матеріалу Bi1-xSbx (0 <х <12 ), мембрана 2 кріпиться до підкладки шинками 4, на якій розташовані струмопровідні шинки 5, що з'єднують ІЧ-приймач з контактами 6, необхідними для підключення болометра в вимірювальну схему, в покритті 3 виконана смужка 7, яка відокремлена зазорами шириною l від іншої частини покриття, крім кінців смужки шириною а, з'єднаних з іншою частиною покриття, розділеного щілиною 8 на дві частини, кожна з яких з'єднана зі своєю токопроводящей шинкою, а обидві ці частини електрично з'єднані зазначеної смужкою 7, яка є термочутливим елементом, а 3 є основним поглиначем електромагнітної енергії і одночасно виконує роль контактів до смужці 7.
Приклади болометрів:
БП1-2
Іммерсійний напівпровідниковий (оксидний кобальто-марганцевий) болометр. Має 2 чутливих елемента 1,54 мм2 і вхідну лінзу з германію.
Застосовується як приймачів інфрачервоного випромінювання в апаратурі автоконтролю відповідальних вузлів залізничного рухомого складу (колісних пар, підшипників тощо.).
Основні дані :
1. Область спектральної чутливості - 1-20 мкм
2. Кут огляду - 5 град
3. Опір чутливого і компенсуючого елементів - 2,5 МОм
4. Інтегральна вольтовая чутливість - 80 В / Вт
5. Постійна часу - 5 мс
6. Обнаружительная здатність - 1х108 Вт-1 * Гц-1/2 (20 Гц)
7. Діапазон робочих температур +1 ... +50 ° С
Схема включення:
БКМ-5м
Напівпровідниковий болометр, оксидно-кобальто-марганцевий, матеріал вхідного вікна - KBr.
Основні дані :
1. Область спектральної чутливості - 1-20 мкм
2. Опір чутливого і компенсуючого елементів - 1 МОм
3. Інтегральна вольтовая чутливість - БКМ-5А 75 В / Вт, БКМ-5Б 50 В / Вт
4. Постійна часу - 4 мс (за деякими джерелами 2 мс)
5. Поріг чутливості в одиничної смузі 5х10-9 Вт * Гц-1/2 (10 Гц)
6. Діапазон робочих температур -10 ... +50 ° С