Болометр с выделенной мишенью

ЕННОЕ ПАТЕНТНОЕСССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ГОСУДАРВЕДОМСТВО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ченко АД; Хребтов ИА(57) НОЙ МИЩЕН СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК К АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ(72) Зайцев ГА Коротков ВП; Панкратов НА; Тка(19) ЯрцИзобретение относится к области измерения тепловых потоков излучения, в частности к тепловым приамникам излучения, работающим при глубоком охлаждении, и может быть применено для астрофизических исследований, в инфракрасных спектрометрах и другой оптической аппаратуре,Известны болометры, содержащие чувствительный элемент, выполненный в виде сверхпроводящей пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку; подложка подсоединена непосредственно к блоку. Для пропускания тока смещения термочувствительная сверхпроводящая пленка снабжена контактными слоями.Недостатком таких болометров являет. ся то, что излучение поглощается самой сверхпроводящей пленкой, Для получения большого поглощения пленку делают тон 4кой, при этом происходит расширениесверхпроводящего переходаи уменьшениечувствительности.Известны болометры с выделенной мишенью, содержащие поглощающую фольгуи термодатчик из полупроводника,Недостатком таких болометров является большая теплоемкость поглощающейфольги,Известны также болометры с выделенной мишенью, содержащие диэлектрическую подложку, на которую нанесенытермочуствительная пленка из сверхпроводника, снабженная контактными слоямии поглощающая пленка, Чувствительныйэлемент болометра выполнен в аиде сверхпроводящей алюминиевой пленки, напыленной на подложку из сапфира, Подложказакреплена на теплоотводящем блоке с помощью нейлоновых нитей. Термочувствительная алюминиевая пленка снабженаконтактными слоями из сверхпроводящейпленки иэ индия. На противоположную сторону подложки нанесена поглощающаяпленка иэ нормального металла-висмута,Излучение в основном поглощает поглощающая пленка, так как сверхпроводящаяпленка по площади значительно меньшепервой пленки. Это позволяет использоватьболее толстые сверхпроводящие пленки вкачестве термодатчика, которые имеют более высокий температурный коэффициентсопротивления и обеспечивают большуювольт-ваттную чувствительность и обнаружительную способность. Для стабилизациитемпературы болометра используется система автоматического регулирования.Недостатком известных болометров является нестабильность чувствительности,обусловленная узостью сверхпроводящего перехода и наличием колебаний температуры в криостате, Автоматическое регулирование температуры с использованием проволочного нагревателя, смонтированного на теплоотводящем блоке, не всегда обе" печиваетнеобходимую точность стабилизации из-за инерционности нагревателя, Тепловая инерция проволочного нагревателя не позволяет компенсировать высокочастотные составляющие колебаний температуры. Цель изобретения- повышение точности и расширение частотного диапазона стабилизации вольт-ваттной чувствительности болометра.Поставлен ная цел ь достигается темчтоу болометра с выделенной мишенью, содержащего диэлектрическую подложку, на которуа нанесены термочувствительнаяпленка из сверхпроводника, снабженная контактными слоями, и поглощающая пленка, на поглощающую пленку нанесены контактные слои,На чертеже приведена схема болометрас выделенной мишенью, общий вид.Болометр содержит термочувствительную сверхпроводящую пленку 1, которая на, несена на диэлектрическую подложку 2, С другой стороны на подложку нанесена поглощающая пленка 3 из металла. Термочув 3 О ствительная и поглощающая пленкиснабжены контактными слоями 4, 5, б и 7соответственно.,К контактным слоямприсоединены токопроводящие вводы 8,Подложка подвешена на массивном теп 35 лоотводящем блоке 9 с помощью капроновых нитей 10.Болометр работает следующим образом, Его охлаждают до температуры, соответствующей середине сверхпроводящего4 перехода термочувствительной пленки 1.Измеряемое излучение, поглощенноепленкой 3, нагревает весь чувствительныйэлемент. В результате изменяется сопротивление пленки 1, которое регистрируют45 измерительным устройством, подключенным к болометру через контакты 4 и 5.Благодаря наличию контактов у поглощающей пленки 3 ее можно использоватькак нагреватель болометра, Через контакты5 О 6 и 7 пленку 3 включают в систему автоматического регулирования рабочей температуры болометра. При отклонениитемпературы от заданной электрическийток в пленке 3 - нагревателе - изменяется55 так, что выделяющееся джоулево тепло компенсирует уход температуры от заданногоуровня,Нагреватель в виде тонкой пленки,имеющей тепловой контакт с той же самойподложкой, на котору о нанесена и термо чувствительная пленка, обладает малой инерционностью и бсмьшим коэффициентом теплопередачи. Это позволяет пройзводить регулирование температуры с более высокой точностью, чем зто делается в из. 5 вестных устройствах, испол ьзующих проволочные нагреватели. Кроме зтого, расширяешься частотный диапазон стабилизации, и можно компенсировать более быстрые температурные флуктуации. Более 10 высокая точность регулирования температуры приводит к повышению стабильности чувствительности болометра. Компенсация температурных флуктуаций способствует снижениюуровня шумов и улучшению поро га чувствительности. Применение более стабильных чувствительных приемников излучения расширяет возможности спектральных приборов, в частности повышает их разрешающую способность или при сохранении прежней разрешающей способности ускоряет про- цесс регистрации спектров, что способствует повышению производйтельности труда.(56) Авторское свидетельство СССР М 266272, кл, 0 01 К 7/22, 1968.Патент Франции М 2070451,кл. 0 01 3 5 УОО, 1971,ЗЪсопб 1 мегпабопа 1 соптегепсе апб вптегзепоо ап ЗцЬаИИще 1 ег вачез апб йе г аррИсатопз. Рцегсо Всо, 1976, р.64-65, Формула изобретенияБОЛОМЕТРС ВЫДЕЛЕННОЙ МИШЕНЬЮ, содержащий диэлектрическую подложку, на которую нанесены термочувствит 8 льная пленка из сверхпроводника, снабженная контактными слоями, и поглощающая пленка, отличающийся тем; что, с 20 целью повышения точности и расширениячастотного диапазона стабилизации вольтваттной чувствительности и улучшения порога чувствительности болометра, на поглощающую пленку нанесены контакт ные слои.