Bolometers介紹
Bolometer(輻射熱測(cè)量計(jì))是測(cè)量入射紅外線輻射的探測(cè)器,對(duì)熱輻射非常敏感,主要探測(cè)波長(zhǎng)范圍在從10um到5000um(30THz到60GHz)的紅外光譜。探測(cè)器基本單元是一個(gè)超高靈敏的熱敏電阻,將該熱敏電阻冷卻到液氦溫度從而減小背景熱噪聲,任何熱輻射照射到探測(cè)器上后會(huì)導(dǎo)致探測(cè)器溫度上升引起熱敏電阻阻值發(fā)生改變,通過(guò)放大電路放大后測(cè)量電壓的變化。因?yàn)锽olometer測(cè)量的是溫度的變化,需要對(duì)入射的熱輻射進(jìn)行調(diào)制,使得Bolometer交替地被激勵(lì)和弛豫,這樣測(cè)量的阻值變化就對(duì)應(yīng)了入射輻射能量變化,可通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)改變Bolometer對(duì)溫度變化的響應(yīng)速度,如果需要可在定制系統(tǒng)時(shí)確定這些參數(shù)。
復(fù)合硅Bolometers系統(tǒng)
所有復(fù)合式硅Bolometer系統(tǒng)都安裝在IRLabs的帶液氮冷卻防熱輻射屏的HDL-5型液氦杜瓦中,典型液氦保持時(shí)間(4.2K)超過(guò)20小時(shí),在1.6K工作時(shí)保持時(shí)間達(dá)10小時(shí)。
Bolometer探測(cè)器帶一個(gè)錐狀紅外光收集器、真空密封的楔形窗口、視場(chǎng)隔熱板和低噪聲電子線路等。Bolometer系統(tǒng)既可裝備單個(gè)紅外短波長(zhǎng)濾波器,也可容納兩個(gè)或三個(gè)位置手動(dòng)式低溫轉(zhuǎn)輪,遠(yuǎn)紅外帶通濾波器系列產(chǎn)品(10um-285um)供用戶(hù)選擇。提供個(gè)性化定制系統(tǒng),如更長(zhǎng)液氦保持時(shí)間、增加工作面高度、安裝雙探測(cè)器、轉(zhuǎn)輪上安裝更多的濾波器等。
4.2K通用型Bolometer輻射熱測(cè)量計(jì)
4.2K通用型多功能輻射熱測(cè)量計(jì)由一個(gè)4.2K bolometer探測(cè)器元件綁定在一個(gè)2.5mm的金剛石吸收器上。該輻射測(cè)量計(jì)的優(yōu)工作波長(zhǎng)范圍是15um 到 2000μm(20THz to 150GHz),調(diào)制頻率在200~400赫茲范圍。
結(jié)構(gòu):
1. HDL-5型杜瓦
液氮消耗:0.045升/小時(shí)
液氦消耗:0.065升/小時(shí)
保溫時(shí)間:大于20小時(shí)
2. 收集光線的光錐焦距F# 3.8可手動(dòng)調(diào)節(jié)兩濾光片位置的轉(zhuǎn)輪
3. 長(zhǎng)波帶通濾波器,短波截止波長(zhǎng)13微米。
長(zhǎng)波帶通濾波器,短波截止波長(zhǎng)100微米。
4. 高密度白PE窗口
5. 冷卻放大的低噪音前置放大器型號(hào)LN-6C。 *示意圖中紅色部分可以更換/升級(jí)。
高阻4.2K Bolometer輻射熱測(cè)量計(jì)
該輻射熱測(cè)量計(jì)配備更低熱導(dǎo)率的探測(cè)器,提高了光譜分辨率。這種配置的響應(yīng)速度較慢,優(yōu)調(diào)制頻率在200Hz以下,該系統(tǒng)的靈敏度更高,NEP(等效噪音功率)要比通用型4.2K輻射熱測(cè)量計(jì)低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
標(biāo)準(zhǔn)的1.6K Bolometer輻射熱測(cè)量計(jì)
這款輻射熱測(cè)量計(jì)的光譜響應(yīng)范圍(15um到 2000μm)與通用型4.2K輻射熱測(cè)量計(jì)很相似,但是由于探測(cè)器的工作溫度更低,靈敏度更高、NEP更低、響應(yīng)時(shí)間更短;此外該款產(chǎn)品的調(diào)制頻率可以超過(guò)1KHz。
遠(yuǎn)紅外1.6K Bolometer輻射熱測(cè)量計(jì)
這款產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成用來(lái)檢測(cè)波長(zhǎng)比紅外線更長(zhǎng)能量更小的信號(hào),在300μm 到5mm波段范圍內(nèi)有良好的性能。與其它三種產(chǎn)品相比,這款產(chǎn)品有著非常低的熱導(dǎo),便于探測(cè)系統(tǒng)有非常長(zhǎng)的積分時(shí)間來(lái)檢測(cè)微弱信號(hào),該款產(chǎn)品的調(diào)制頻率低于300Hz。
InSb熱電子Bolometer系統(tǒng)
當(dāng)冷卻至液氦溫度,自由載流子電子的輻射吸收引起的的電子平均溫度(T0)高于晶格溫度。電子遷移率與T03/2成比例,該溫度的上升通過(guò)電導(dǎo)率的變化反映出來(lái)。自由電子有效質(zhì)量小,能量弛豫時(shí)間約10-7s,產(chǎn)生非??祆`敏的亞毫米波探測(cè)器。探測(cè)器使用特殊形狀的高純N-InSb晶體,可與低噪聲非常低的前級(jí)放大器直接耦合。
特點(diǎn):
探測(cè)器面積(mm): 5 x 5
探測(cè)器支撐: 藍(lán)寶石襯底嵌在一個(gè)集成腔里
工作溫度: 4.2K&1.5K
光譜響應(yīng)(mm)范圍: 0.2mm-5mm
頻率響應(yīng): -3db(KHz)-5:600
等效噪音功率:NEP (w/Hz1/2): < 8 x 10-13