DE2920901B2 - Bolometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bolometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Bolometer dienen zur Messung der Energie elektromagnetischer Strahlung. Ihre Wirkungsweise beruht auf der Absorption der Strahlung in einem dünnen Bolometerstreifen, dessen Widerstandsänderung infolge der durch die Strahlungsabsorption auftretenden Erwärmung in einer Wheatstoneschen Brücke gemessen wird. In der Praxis werden zwei möglichst gleiche Bolometerstreifen in benachbarte Zweige der Brückenschaltung eingebaut, von denen nur der eine der Strahlung ausgesetzt wird, so daß sich eine Unabhängigkeit gegenüber der Umgebungstemperatur ergibt.

Bei einem bekannten Bolometer ist der Bolometerstreifen in Form einer mäanderförmigen Leiterbahn aus Gold oder Nickel auf einer Isolationsschicht aus Magnesiumoxyd aufgebracht, die ihrerseits auf einer Absorberschicht aus Gold angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist sehr empfindlich gegenüber mechanischer Beanspruchung wegen der Bruchgefahr der Isolationsschicht und schwierig wegen der leicht auftretenden Löcherbildung in der Isolationsschicht und der damit verbundenen Kurzschlußgefahr herzustellen. Die mittlere Lebensdauer eines solchen Bolometers ist daher relativ gering.

In einer Druckschrift des Batelle-Instituts e.V. Frankfurt, 479/0.5 ist eine weitere Ausführungsform eines Bolometers beschrieben, bei der der Bolometerstreifen aus einer mäanderförmigen Leiterbahn aus Gold besteht, die auf einer freitragenden Isolationsschicht aus Aluminiumoxyd angeordnet und mit einem Strahlungsabsorber überschichtet ist. Diese Ausführungsform weist den Nachteil auf, daß die durch Eloxieren hergestellte Aluminiumoxydschicht spröde und daher ebenfalls mechanisch wenig beanspruchbar

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bolometer anzugeben, das elektrisch und mechanisch stabil ist und bei großer Empfindlichkeit eine hohe Ansprechgeschwindigkeit besitzt

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des

Anspruchs 2.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das vorgeschlagene Bolometer eine sehr kleine Masse und damit eine sehr geringe Wärmekapazität aufweist wodurch sich eine hohe Strahlungsempfindlichkeit mit einer kleinen Zeitkonstanten ergibt Das Bolometer weist einen mechanisch stabilen Aufbau auf, besitzt eine hohe Funktionssicherheit und Lebensdauer und läßt sich auf einfache Weise fertigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 a eine Draufsicht auf ein Bolometer,

F i g. Ib einen Querschnitt nach der Linie A-B gemäß Fig. la und

F i g. Ic eiüen Querschnitt nach der Linie C-D gemäß Fig. la.

Die F i g. la—c zeigen ein Bolometer mit einem quasi freitragenden Bolometerstreifen 1 in Form einer mäanderförmigen Leiterbahn beispielsweise aus Gold oder Nickel. Auf einer nicht gezeigten Trägerschicht wird eine Gold- oder Nickelschicht vorzugsweise durch Galvanisieren aufgebracht, die mittels der bekannten Photolithographie zum mäanderförmigen Bolometerstreifen 1 strukturiert wird. Auf diesen mäanderförmigen Bolometerstreifen 1 wird, wie aus F i g. 1 a, c ersichtlich, ein Stützgitter 2 aus Photoresist mit drei Längsstreifen 3 aufgebracht. Durch das Stützgitter 2 erfährt der quasi freitragende mäanderförmige Bolometerstreifen 1 eine ausreichende mechanische Stabilität. Anschließend wird der Bolometerstreifen 1 mitsamt dem Stützgitter 2 von der Trägerschicht abgezogen und mit seinen verstärkten Endstücken 4, die als Kontaktanschlüsse dienen, in einem nicht gezeigten Halter eingespannt. Die Streifen 3 des Stützgitters 2 können beliebig angeordnet sein, beispielsweise auch in Kreuzform, je nach der gewünschten Stabilität des Bolometerstreifens 1. Ein solches Bolometer ist besonders zur Messung der Strahlungsflüsse in Kernfusionsmaschinen geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bolometer mit

a) einer mäanderförmigen Leiterbahn, deren Widerstand von der Intensität absorbierter Strahlung abhängig ist,

b) einer die Leiterbahn tragenden Stützschicht, dadurch gekennzeichnet, daß

c) die Stützschicht eine mit Aussparungen versehene Photoresistschicht (2) ist

2. Bolometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoresistschicht (2) durch Aussparungen getrennte streifenförmige Bereiche (3) aufweist, die sich über die einzelnen Windungen der mäanderförmigen Leiterbahn (1) erstrecken.