Болометрический приемник электромагнитного излучения

 

Использование: болометрический приемник электромагнитного излучения предназначендляобнаружения электромагнитного излучения в спектральном интервале от оптического до миллиметрового. Сущность: болометрический приемник электромагнитного излучения содержит криостат, чувствительный элемент в виде болометрической пленки, расположенной на диэлектрической подложке, блок управления температурой чувствительного элемента, дополнительный источник излучения , оптическую формирующую систему и фотоприемник, причем в качестве диэлектрической подложки чувствительного элемента использован одиночный световод, на боковой поверхности которого выполнен локальный участок с показателем преломления , равным или превосходящим показатель преломления световод, на котором расположена болометрическая пленка чувствительного элемента из высокотемпературного сверхпроводящего материала, причем световод расположен между формирующей оптической системой и фотоприемником , выход которого подключен к блоку управления температурой чувствительного элемента. 3 ил. С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 J 5/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) у"-„ ., Г=., r; 4.-,;

К ПАТЕНТУ (21) 4937240/25 (22) 20.05.91 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (71) Московский институт радиотехники, эяектроники и автоматики (72) Н.Н.Евтихиев, Н.Д.Куртев и Б.И.Голубь

{0)Московский институт радиотехники„ электроники и автоматики (56) Марков Н.Н. Приемники инфракрасного излучения. М„Наука, 1958 r., с.131 — 136.

Journal of Aððllåd Physics, ч,66, М 9, 1989, р.4551-4554. (54) БОЛОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Использование: болометрический приемник злектремагнитного излучения предназначен для обнаружения электромагнитного излучения в спектральном интервале от оптического до миллиметрового. Сущность: болометрический приемник электромагнитного излучения соИзобретение относится к области измерительной техники, в частности измерению электромагнитного излучения и может быть использовано в устройствах обнаружения электромагнитного излучения в спектральном интервале от оптического до миллиметрового.

Целью изобретения является повышение надежности работы болометрического приемника, снижение инерционности, устранение влияния постороннего электромагнитного поля и снижение за счет этого погрешности измерения излучения.

Указанная цель достигается тем, что в болометрическом приемнике, содержащем. Ы 1831665 А3 держит криостат, чувствительный элемент в виде болометрической пленки, расположенной на диэлектрической подложке, блок управления температурой чувствительного элемента, дополнительный источник излучения, оптическую формирующую систему и фотоприемник, причем в качестве диэлектрической подложки чувствительного элемента использован одиночный световод, на боковой поверхности которого выполнен локальный участок с показателем преломления, равным или превосходящим показатель преломления световоДЬ, на котором расположена болометрическая пленка чувствительного элемента из высокотемпературного сверхпроводящего материала, причем световод расположен между формирующей оптической системой и фотоприемником, выход которого подключен к блоку управления температурой чувствительного элемента. 3 ил. чувствительный элемент, состоящий из диэлектрической подложки и приемной площадки, подложка выполнена в виде световода. На боковой поверхности световода создан участок с показателем преломления большим или равным показателю преломления световода, на который нанесена приемная площадка. Приемная площадка выполнена в виде пленки из ВТСП материала, На фиг. 1 представлена блок-схема болометрического приемника электромагнитного излучения, 1831665

20 внутренней оболочки криостата 5. Последовательно с чувствительным элементом— световодом 1 расположены источник ИК-излучения 6, оптическая система 7, фокусирующая излучение от него на входном торце 25 световода 1. За выходным торцем световода расположен приемник излучения 8, по30

45

На фиг. 2 показан пример выполнения чувствительного элемента болометрического приемника, На фиг. 3 показан пример выполнения болометрического приемника.

Болометрический приемник электромагнитного излучения на основе высокотемпературной сверхпроводимости фиг, 1 содержит чувствительный элемент(ЧЭ) — болометрическую пленку 3, расположенную на диэлектрической подложке, выполненной в виде световода 1 с оболочкой 2, на боковой поверхности которого расположен

Ч Э в виде пленки из ВТСП материала, Пленка 3 нанесена непосредственно на рабочее тело 1 световода, вместо участка оболочки

2, который предварительно от нее освобожден (фиг. 2). Световод, в свою очередь, прикреплен к охлаждаемой жидким азотом подложке 4 (фиг, 3), которая является частью следовательно соединенный с системой автоматического управления 9 и задатчиком температуры 10, Элементы 6, 7, 8, 9, 10 объединены в блок управления температурой

11. Перед приемной площадкой 3 расположены охлаждаемая диафрагма 12 и входное окно 13, К приемной площадке 3 прикреплены электрические выводы 14, Устройство работает следующим образом.

Измеряемый лучистый поток(ЛП), пройдя оптическую-систему формирования 15 и входное окно приемника 13, поступает на приемную площадку 3 ЧЭ, которая экранирована охлаждаемой диафрагмой 12. Экран предназначен для устранения воздействия наружных частей криостата и уменьшения фоновых засветок, Через боковые стенки экрана и стенки криостата световод выведен наружу. Наружу также выведены электрические выводы 14 ЧЭ.

Для управления температурой рабочей площадки 3 ЧЭ на входной торец световода

1 посредством оптической системы 7 проектируется поток излучения от источника 6.

Входящий в световод лучистый поток, в соответствии с эффектом полного внутреннего отражения от границ раздела двух сред с разными показателями преломления (ni > n2, где n>.— показатель преломления рабочего тела световода, п 2 — показатель преломления оболочки), проходит по световоду к выходному торцу, непосредственно за

15 которым расположен приемник лучистой энергии 8 блока управления температурой рабочей точки болометра 11, В месте расположения приемной площадки 3 эффект полного внутреннего отражения отсутствует, так как показатель преломления материала элемента 3 (пз) выбран таким образом, что он больше и>.

Вследствие этого происходит поглощение части канализируемого по световоду лучистого потока материалом элемента 3, в результате чего температура его изменяется.

Регулируя величину личистого потока источника 5 с помощью блока управления температурой 11, производится выбор и стабилизация рабочей точки чувствительного элемента болометра. Повышение надежности предлагаемого устройства, по сравне-. нию с прототипом, достигается полным устранением вероятности электрического пробоя в чувствительном элементе, Отсутствие электрического проводника, используемого в качестве подогревателя, позволяет:

1) до минимума уменьшить толщину подложки, на которую нанесена приемная площадка чувствительного элемента, а следовательно значительно уменьшить инерционность приемника; 2) повысить чувствительность приемника, поскольку отсутствуют паразитные электромагнитные поля.

Формула изобретения

Болометрический приемник электромагнитного излучения, содержащий криостат, чувствительный элемент, выполненный в виде болометрической пленки, расположенной на диэлектриче ской подложке, и блок управления температурой чувствительного элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения, повышения быстродействия и надежности, в него введены оптически связанные, последовательно установленные на единой оптической оси дополнительный источник излучения, оптическая формирующая. система и фотоприемник, в качестве диэлектрической подложки чувствительного элемента использован одиночный световод, на боковой поверхности которого выполнен локальный участок с показателем.преломления, равным или превосходящим показатель преломления световода, на котором расположена болометрическая пленка чувствительного элемента из высокотемпературного сверхпроводящего материала. причем световод расположен между формирующей оптической системой и фотоприемником. выход которого подключен к блоку управления температурой чувствительного элемента.

ЯП

1 1

Составитель Б,Голубь

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор Т.Вашкович

Редактор

Заказ 2549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101