Болометр. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Болометр (от греч. bole - бросок, луч и metreo - измеряю) - тепловой неселективный приёмник излучения, основанный на изменении электрич. сопротивления термочувствит. элемента из металла, полупроводника или диэлектрика при его нагревании вследствие поглощения измеряемого потока излучения. Болометр используется для измерения суммарной мощности излучения, а в сочетании со спектр. прибором - для определения спектр. состава излучения. Введением красителей в органич. плёнку, наносимую на поглощающий слой, или с помощью внеш. оптич. фильтров Б может быть превращён в селективный приёмник. Термочувствит. элемент металлич. болометра представляет слой (толщина 0,1-1,0 мкм) металла (Pt, Ni, Au, Bi), поверхность к-рого покрыта слоем черни для улучшения поглощения в широкой области спектра. В полупроводниковых болометрах используют окислы Mn, Ni, Со, а также плёнки из Ge и Si. Болометр включают по мостовой схеме, в два плеча к-рой включены два одинаковых термочувствит. элемента: один - рабочий, другой - компенсационный для устранения влияния температуры окружающей среды на балансировку моста.

Относит. изменение сопротивления чувствит. элемента болометра

при изменении его температуры на величину

описывается приближённым равенством

, где

- температурный коэф. сопротивления; для большинства металлов

; для полупроводников

. Как приёмник оптич. излучения болометра характеризуется чувствительностью или коэф. преобразования, выражаемым в В/Вт; порогом чувствительности или пороговым потоком - миним. потоком, при к-ром сигнал близок или равен шумам болометра, и постоянной времени, характеризующей время установления стационарного режима. Металлич. болометры (

0,5% на 1 К), работающие без охлаждения, при собственном R=5-50 Ом имеют чувствительность ~5-10 В/Вт, пороговый поток ~10^-10-10^-9 Вт/Гц^1/2 и постоянную времени 2*10^-1 с. Полупроводниковые болометры применяют как без охлаждения (

4,2 % на 1 К), так и при глубоком охлаждении до 1,5-4 К; их типичные параметры: собственное R=1-10 МОм, чувствительность 50- 5000 В/Вт, пороговый поток порядка 10^-11- 10^-10 Вт/Гц^1/2, постоянная времени 0,1-5 MC. Пороговый поток полупроводниковых болометров изменяется приблизительно

где s - площадь чувствит. площадки. Уменьшение размеров площадки затрудняет фокусировку излучения на ней. Для преодоления этого затруднения созданы иммерсионные болометры, у к-рых чувствит. элемент находится в оптическом контакте с линзой, имеющей большой показатель преломления. Это позволяет эффективно фокусировать излучение на приемной площадке размеров до 0,01 мм² и тем самым снижать величину порогового потока. Сверхпроводниковые болометры, работающие при глубоком охлаждении (3-15 К), основаны на резком изменении сопротивления при переходе нек-рых металлов и полупроводников от нормального к сверхпроводящему состоянию. В переходном диапазоне температур, составляющем доли градуса, температурный коэф. резко возрастает (

5000% на 1 К), что приводит к увеличению чувствительности болометра. В качестве материалов для таких болометров применяют Sn, Та, Pt, сплав ниобия с оловом, а также нитрид ниобия. Пороговый поток и постоянная времени сверхпроводниковых болометров составляют соответственно 3*10^-11-5*10^-14 Вт/Гц^1/2 и 10^-4-10^-3 с (см. Сверхпроводниковые приёмники излучения).

Болометры широко применяются в измерит. и лазерной технике как приёмники ИК-излучения.

Литература по болометрам

Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.