Патент ссср 417695
ОПИСАНИЕ 4l7695
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 09.VI.1972 (Эй 1795194/18-10) с присоединением заявки №вЂ”
М. Кл. G 01j 5/02
1
УДК 535.231.6 : (088.8)
11pиopи тст
Государствеииыи номитет
Совета Министров СССР оо делам иэаоретеииЯ и отнрытий
Опублик;;вано 28,II.1974, Бюллетень М 8
Дата опубликования описания 10Х11.1974
Лвторы изобретения
Н. A. Панкратов, В. В. Веремей и В. П. Коротков
Заявитель
КРИОГЕННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ БОЛОМЕТР
Изооретение относится к приемникам излучения для инфракрасной области спектра.
Оно может быть применено в инфракрасных спектрофотометрах и в аппаратуре для астрофизических и других исследований в инфракрасной области спектра.
Известны криогенные полупроводниковые болометры из германия и кремния, у которых радиация поглощается римесными центрами или решсткой. Зти болометры имеют высокую чувствительность в далекой инфракрасной области спектра.
Однако для получения болометра с хорошим поглощением инфракрасной оадиации, чувствительный элемент приходится делать толстым (порядка нескольких сотен микрон), что значительно увеличивает теплоем кость чувствительного элемента и,для ее уменьшения болометр необходимо охлаждать до температу ры 1,2 — 1,5 К.
Известны также криогенные,полупроводни,ковые болометры, у которых чувствительный элемент выполнен тонким, а радиация поглощается специальным покрытием, нанесенным через диэлектрическую прослойку на лицевую сторону болометра. Хорошего поглощения радиации при таком решении в далекой инфракрасной области спектра достичь не удается.
Полупроводниковые материалы, из которых изготовлены чувствительные элементы болометров, имеют большой показатель преломления. 11ри нанесении на них тонкой диэлектрическои прослойки и металлической пленки поглощение всеп системы (металлическая пленка — слой диэлектрика — полупроводник) оказывается очень малым. Почти вся падающая на систему инфракрасная радиация отражается от металлн»вской пленки.
Цель изобретения — повышение чувствительности и поглощения инфракрасной радиации болометром в далекой инфракрасной ооластц спектра.
Это достигается тем, что чувствительный элемент болоте.ра вьвполнен из орех,слоев: полупроводника, диэлектрической ческои пленок, нанесенных на поверхность полупроводника, противоположную .падению измеряемого потока радиации, На чертеже показана схема полупроводникового оолометра.
Болометр содержит чувствительный полупроводниковыи элемент 1, поддерживающие проводники 2, металлические стержни д, основание 4, диэлектрическую прослойку 5 и пленку 6, поглощающую инфракрасную радиацию.
Болометр работает следующим ооразом.
Измеряемыи поток (его направление показано стрелками) инфракрасной радиации падает на поверхность чувствительного элемен30 та 1, проходит через него и диэлектрическую
417695
Состпии,ели В. Агапова
Техред 3. Таранеико
1(орректор В. Брыксина
Редактор Т. Рыбалова
Заказ 1568/4 Изд. Мз 1314 Тираж 760 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 прослойку 5 и поглощается тонкой металлической пленкой б. Под действием потока радиации пленка нагревается и нагревает чувствительный элемент, в результате чего изменяется его сопротивление. Чувствительный элемент электрически связан с измерительной схемой через п роводники 2 и металлические стержни
3. Через них же чувствительный элемент соединен с основанием 4, находящимся в тепловом контакте с охлажденной поверхностью криостата.
Благодаря тому что пленка, поглощающая радиацию, помещена под чувствительным элементом, коэффициент поглощения всей системы: чувствительный элемент — диэелектрическая прослойка —,поглощающее инфракрасную радиацию металлическое, покрытие в широкой области спектра от 50 до 1000 мкм оказывается равным 30 — 35%. Такого коэффициента поглощения достаточно для обеспечения хорошей чувствительности в указанном интервале длин волн.
По сравнению с известными криогенными болометрами предложенный болометр имеет практически одинаковую чувствительность, но для его работы не требуется температура ниже 4,2 К и нет необходимости в откачке паров испаряющегося жидкого гелия для получения более низких температур ванны с жидким гелием.
Предмет изобретепи н
Криогенный полупроводниковый болометр, содержащий чувствительный элемент, поддерживающие его п роводящие электрический ток и тепло проводники, закрепленные через тра15 версы на основании, отличающийся тем, что, с целью увеличения поглощения измеряемого потока в широком диапазоне в длинноволновой инфракрасной области спектра, чувствительный элемент выполнен из трех слоев:
20 полупроводника, .диэлектрической и металлической пленок, нанесенных на поверхность полупроводника, противоположную падению измеряемого потока, радиации.
