Датчик излучения Советский патент 1993 года по МПК G01R21/04 

Изобретение относится к технике измерения тепловых потоков излучен /1я и может использоваться в астрофизических исследованиях при приеме когерентного излучения в области спектра от инфракрасного до мил- лиг 8трового диапазона, .

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На чертеже приведена конструкция датчика излучения,

Датчик излучений содержит диэлектрическую подложку 1, на которую нанесены .лленочнай антенна 2, например V-образная, термочувствительнай пленкв 3, пленочные контакты 4, выполненные из сверхпроврдя- щих.материалов, причем температура перехода в сверхпрраодящеё состояние материала термр«)|увст8ительной пленки 3 ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние материалов пленочной ан- тенну 2м пленочмых контактов 4.

Датчик излучения работает следующим образом, - . , . , ;

Измеряемый поток излучения W посту- пает в торец диэлектрической подложки 1из кварца, где пленочная антенна 2 имеет максимум Диаграммы напраэлёниости, и рас- простоаи;яется пяраллельно плоскости, в .крторрй рас под оясен ы термочу вствител ьиая- пленка 3 к пленочная антенна 2., Электро- Mafнмтиое попе 1 узлучений, мзменя1рще8сяс , частотой у С/л (С - скорость свёта/й; длина BOJfHbO, наводит 8 пленочной чантенне 2 высокочастотный ток УОй же частоты. Этот ток, распространяясь по племочной антенне 2, проходит через нагрузку, которой пвляет- ся термочувствительная пленка 3, имеющая сопративление. равное входному согфотйв- лению п/шночной антенны-2. При этом тер- мочувствительная пленка 3 нагревается и йа пленочных контактах пояаляетея сигнал Ди ДR , где Д R-приращениесопрртмвления термочувстветеяькой пленки 3 от нагрева; I-- ток с ле1цений. Для того чтобы обеспечить появление ДК.рабочуго температуру термо- чувствитеяькой пленки 3 выбирают нач ере/р

Ф о p M у л a и 3 0 б p e т e H fii fi

ДАТЧИК излучения, содержащий диэлектрическую гюдложку, на которую нанесены пленочнал антенна, термочуестаи- тельнзя пленка, подключенная к выходу пкеночной антенны, и пленочные з онтак- ты, соединенные соответственно с ветзями антенны, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, пленочная

не перехода материала те мочувстаитель- ной пленки 3 из нормального состояния в сверхпроводящее, где крутизна dR/dl и соответственно температурный козффициент сопротивления а максимальны.

Чувствительность SA датчика излучения определяется по формуле

q (b«-R) - В

oW

ГдебА буд

где Р - размер стороны термочувствительной пленки 3;

Суд - коэффициент тепяопотерь с единицы площади; , ,:

А а - сечение пучка измеряемого излучения;

В А эффективное сечение пленочной антенны 2, где g - коэффициент усиления пленочной антенны 2,

В датчике излучения пленочная знтен- на 2 и пленочные контакты 4 сформированы мз одной пленки свехпроводника, у котррого температура сверхпроводящего переходз ( - 9К) значительно выше, нем у материала термочувстактельной пленки 3 (.- 3,7К).. Поэтому.при рабочей температу-: ре датчика мзлучеимя { «. 3,7Ю пленочная антенна 2 и пленочные контакты 4 находятся полностью всверхгфо(зодящем состоянии и имеют нулеаое сопротивление. Это дает дополнительный выигрыш в вольт-ватной чувствительностмгл пороге чувствительности.

, -. .

(56) Зайцев Г,А, и ХреОтов И,А, Быстро- действу ощ.ий сверхпроводящий болометр на основе двойных пленок Ag-hSn, 4ПТЭ, 1979/lSk 2, с. 254-258.

TietT-Lai Hwang, S.E.Schwarz, D,B,Rutiedge. crobolometers for Infrared detection, - Appl.Piys, Lett, т, 34, № 11,1979, €.773-776.

5.0

антенна, тер очувств тельная .пленка и

пленочные контакть выполнены из сверхпроводящих материалов, причем температура перехода в сверхпроводящее ggсостояние материала термочувствительной пленки ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние материалов пленочной антенны и пленочных контактов.

Изобретение относится к технике измерения тепловых потоков излучения и может быть использовано в астрофиз. исследованиях при приеме когерентного излучения в облааи спектра от инфракрасного до миллиметрового диапазона. Повышается чувствительноа1х Датчик ди- эдподложку 1, на которую нанесены пленочная антенна (ПА) 2. термочувствительная пленка 3, гтле- ночные контаюы (ПК) 4, выполненные И1 сверхпроводящих материалов. Т-ра перехода в сверхпроводящее состояние материала пленки 3 ниже т-ры материалов ПА 2 и ЙК 4. При рабочей т-ре датчи- - ка (( 3.7 К) 3,7 К) ПА 2 и ПК 4 находятся в сверхпроводящем состоянии и имеют нулевое сопротивление. Это дает выигрыш в вольт-ваттной чувствительности и пороге чувствительности. 1 ия