RU2638381C1 - Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений - Google Patents
Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638381C1 RU2638381C1 RU2016129851A RU2016129851A RU2638381C1 RU 2638381 C1 RU2638381 C1 RU 2638381C1 RU 2016129851 A RU2016129851 A RU 2016129851A RU 2016129851 A RU2016129851 A RU 2016129851A RU 2638381 C1 RU2638381 C1 RU 2638381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- dielectric
- thz
- infrared
- grid
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000012800 visualization Methods 0.000 title description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 7
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 208000007514 Herpes zoster Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерений электромагнитного излучения и касается устройства визуализации инфракрасного и терагерцового излучений. Устройство содержит плоский корпус с расположенной в нем опорной рамкой в виде двух диэлектрических колец. Корпус включает в себя два окна для регистрации излучения и закреплен на держателе со стойкой. Между диэлектрическими кольцами размещен ИК-ТГц конвертер, представляющий собой диэлектрическую подложку с нанесенной двухслойной пленочной структурой Al-VOx, которую опоясывает с зазором пленочный нагреватель. На противоположной стороне диэлектрической подложки, под пленочной структурой Al-VOx, расположена сетка из Al толщиной не более 100 нм, с квадратными отверстиями. Длина стороны сетки прямо пропорциональна длине волны излучения, распространяющегося в диэлектрической подложке. На свободной части поверхности диэлектрической подложки расположен термодатчик. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона устройства. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к технике радиоизмерений, в частности к измерениям интенсивности электромагнитного излучения, и может быть использовано для экспрессного исследования пространственного распределения энергии излучения на длинах волн 0,2-14,5 мкм и 1190-1690 мкм.
Устройства визуализации служат для анализа импульсного и непрерывного лазерного излучения в терагерцовом (ТГц) и инфракрасном (ИК) диапазонах с целью определения размера, конфигурации и пространственного распределения энергии излучения. Современные радиолокационные и телекоммуникационные системы создаются на основе интегральных схем и модулей диапазона СВЧ, работающих в импульсных режимах генерации, усиления и преобразования мощности. Метрологическое обеспечение их разработки, производства и эксплуатации невозможно без контрольно-измерительной аппаратуры для определения временных и энергетических параметров импульсных сигналов см- и мм-диапазонов. В связи с активным развитием источников терагерцового излучения становится актуальной задача разработки устройств для визуализации терагерцового излучения, обеспечивающих экспрессный контроль источников указанного излучения, способных функционировать в условиях производственной практики. Отсутствие коммерчески доступных устройств, предназначенных для визуализации мощного терагерцового излучения, потребовало разработки новых или адаптации уже существующих методов и техник. Таким образом, возникла потребность в разработке устройства визуализации ИК- и ТГц-излучений.
Основными проблемами при разработке устройств визуализации излучений являются: обеспечение высокого уровня чувствительности и ее равномерности по всему полю визуализации, необходимость запоминания информации, малое время записи и стирания информации, обеспечение постоянства чувствительности при изменении температуры окружающей среды.
Известно устройство для визуального наблюдения и регистрации электромагнитного излучения (авторское свидетельство SU №364268), предназначенное для качественного наблюдения и количественных измерений пространственного распределения полей излучения. Приемник работает на принципе температурного тушения люминесценции, соответствующего пространственному распределению интенсивности исследуемого поля ИК - СВЧ волн. Локальный нагрев люминесцентного экрана регистрируемым излучением приводит к значительным изменениям интенсивности свечения экрана, вызванного ультрафиолетовым возбуждением (термографический эффект). Наблюдать изображение распределения плотности энергии излучения, падающей на приемник, можно как визуально, так и при помощи фотографирования с последующим фотометрированием или с применением других методов регистрации видимого излучения. Чувствительность экрана определяется характеристиками люминофора и мощностью излучения. Порог визуальной регистрации прибора составляет около 1 мВт/см2. На экране радиовизора можно идентифицировать детали изображения размером порядка десятых долей миллиметра.
Однако описанное выше устройство обладает низкой чувствительностью в ТГц-диапазоне и малой постоянной времени приемника.
Известен также преобразователь терагерцового излучения в диапазоне длин волн λ=30-3000 мкм (патент RU на изобретение №2447574). Преобразователь выполнен в виде ультратонкой (не менее чем в 50 раз меньше длины волны ТГц-излучения) многослойной структуры на основе диэлектрического слоя. Со стороны падения ТГц-излучения на поверхности диэлектрического слоя выполнен металлизированный топологический рисунок, образующий частотно-избирательную поверхность (ЧИП). С обратной стороны диэлектрического слоя нанесен сплошной слой с металлической проводимостью, поверх которого нанесен тонкий слой материала, обладающего высокой излучательной способностью в инфракрасном диапазоне (коэффициент серости, близкий к единице). Вариантом является преобразователь, в котором с обратной стороны диэлектрического слоя резонансного поглотителя терагерцового излучения поверх слоя с металлической проводимостью вместо излучающего слоя наносится второй диэлектрический слой, на котором формируется металлизированный топологический рисунок, образующий вторую ЧИП.
К числу недостатков данного решения следует отнести сложность конструкции и ограниченные возможности применения вследствие высокого уровня шума, что требует применения дополнительных средств фильтрации.
Исследование характера оптического излучения в диапазоне 0,3÷10,6 мкм с помощью визуализаторов на основе реверсивных пленочных сред Al-VO2-Д, обладающих внутренней памятью, основано на контрастном изменении цвета среды при воздействии контролируемого излучения. Среды Al-VO2-Д обладают одновременно яркостным и цветовым контрастом, а также достаточно высокой энергетической чувствительностью и высоким пространственным разрешением.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является визуализатор электромагнитного излучения (Олейник, А.С. Визуализатор на основе материала ФТИРОС / А.С. Олейник, В.Ф. Смоляков, В.М. Степанов, Н.М. Руденко // Электронная промышленность выпуск 5-6. - 1982. - С. 111-113). Устройство состоит из блоков регистрации и питания. Блок регистрации представляет собой металлическую конструкцию, в которой размещена регистрирующая пластина на основе пленочной структуры из окислов ванадия VOx, функционирующий на основе фазового перехода металл-полупроводник (ФПМП). Под действием регистрируемого излучения происходит нагрев экрана до температуры ФПМП, при этом, вследствие перераспределения хода спектрального коэффициента отражения слоя VOx в видимой области спектра, происходит резкое и обратимое изменение цвета экрана. Регистрируемое излучение вызывает контрастное изменение цвета термохромной пластины экрана. В виду разницы в коэффициентах поглощения пленочной регистрирующей средой VOx в соотношении 20/1 в диапазонах длин волн 0,3-3 мкм и 5-10,6 мкм имеет место разница в чувствительности визуализатора. Конструкция блока регистрации позволяет производить быструю замену регистрирующих пластин и предусматривает его крепление на оптической скамье. Блок питания представляет собой электронную схему с элементами управления и сигнализации, обеспечивает термостатирование электронагревателя блока регистрации с целью запоминания оптической информации. Блок питания позволяет производить регулировку чувствительности прибора. Блок регистрации может использоваться самостоятельно без источника питания, но в этом случае запоминание вводимой информации не обеспечивается.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая чувствительность прибора в ТГц-диапазоне длин волн из-за малого поглощения излучения слоем VOx (не более 4%).
Задача настоящего изобретения заключается в создании простого и надежного устройства, обеспечивающего визуализацию характеристик пространственного распределения излучения ИК- и ТГц-источников в производственных условиях.
Сущность изобретения характеризуется тем, что в устройстве визуализации инфракрасного и терагерцового излучений, содержащем плоский корпус с расположенной в нем опорной рамкой в виде двух диэлектрических колец и имеющий два окна для регистрации излучения, плоский корпус закреплен на держателе со стойкой, между диэлектрическими кольцами размещен ИК-ТГц конвертер, представляющий собой диэлектрическую подложку с нанесенной двухслойной пленочной структурой Al-VOx, которую опоясывает с зазором пленочный нагреватель, на противоположной стороне диэлектрической подложки, под пленочной структурой Al-VOx, расположена сетка из Al толщиной не более 100 нм, с квадратными отверстиями, при этом длина стороны сетки прямо пропорциональна длине волны терагерцового излучения, распространяющегося в диэлектрической подложке, на свободной части поверхности которой расположен термодатчик.
Кроме того, заявляется устройство, у которого наряду с вышеописанными признаками геометрические размеры опорной рамки определены соотношением Н/l=0,3-0,1, где Н - толщина опорной рамки, l - максимальное расстояние между сторонами опорной рамки.
Заявляется также устройство, в котором пленочный нагреватель выполнен в виде квадрата на поверхности одного из диэлектрических колец.
Кроме того, заявляется также устройство, в котором пленочный нагреватель выполнен из NiCr.
Техническим результатом является возможность визуализации низкоинтенсивных и более интенсивных источников ИК- и ТГц-излучений в условиях производственной практики.
Технический результат базируется на использовании конвертера ИК- и ТГц-излучений, который представляет собой многослойную структуру, состоящую из металлической сетки - слюдяной подложки - металлического зеркала, с расположенной на нем термохромной пленки VOx. За счет резонансного поглощения конвертер обеспечивает максимальный нагрев термохромного слоя и обуславливает максимальную чувствительность визуализатора.
Выполнение пленочного нагревателя и термодатчика на внутренних поверхностях диэлектрических колец упрощает конструкцию и увеличивает размер регистрирующей поверхности визуализатора ИК-ТГц конвертера.
Предлагаемое изобретение поясняется с помощью Фиг. 1-7:
на Фиг. 1 представлена схема визуализации ИК- и ТГц-излучений, реализованная в заявляемом устройстве;
на Фиг. 2 (а, б) - конструкция заявляемого устройства визуализации источников ИК- и ТГц-излучений;
на Фиг. 3 (а, б) показан пленочный нагреватель (а) и термодатчик (б), выполненные на внутренней поверхности опорной рамы;
на Фиг. 4 показана конструкция (а, в) и структура (б) ИК-ТГц конвертера, выполненная на слюдяной подложке;
на Фиг. 5 приведен спектральный коэффициент пропускания слюдяной подложки (а) и спектр отражения пленочной структуры Al-VOx (б);
на Фиг. 6 приведена зависимость яркостного контраста среды Al-VOx-АК-113Ф (100-115-190) нм от температуры и плотности мощности источника излучения;
на Фиг. 7 (а, б) представлена пороговая чувствительность устройства визуализации источников ИК- и ТГц-излучений, со стороны слоя VOx-Al (а) и со стороны сетки из алюминия (б) на длинах волн 0,3-1690 мкм.
и позициями 1-13 обозначены:
1 - плоский корпус,
2, 3 - окна,
4 - опорная рамка,
5 - диэлектрическая подложка,
6 - термохромный слой VOx,
7 - алюминиевое зеркало,
8 - пленочный нагреватель,
9 - сетка,
10 - термодатчик,
11 - держатель,
12 - стойка,
13 - разъем источника питания.
Заявляемое устройство содержит плоский корпус 1, закрытый с двух сторон прозрачными для видимого и регистрируемого излучений окнами 2 и 3. Между окнами 2 и 3 размещена опорная рамка 4, состоящая из двух диэлектрических колец с расположенным между ними ИК-ТГц конвертером, который представляет собой диэлектрическую подложку 5, покрытую с одной стороны двухслойной пленочной структурой, состоящей из термохромного слоя VOx 6 и алюминиевого зеркала 7, с опоясывающим ее пленочным нагревателем 8. На другой стороне диэлектрической подложки 5 расположен металлический слой в виде сетки 9 из Al, при этом размер стороны ячейки сетки 9 корреллирует с длиной волны регистрируемого излучения, распространяющегося в диэлектрической подложке, и составляет , где λ - длина волны ТГц-излучения, ε - диэлектрическая проницаемость слюды. На свободной части подложки размещен термодатчик 10. Плоский корпус 1 закреплен на держателе 11 со стойкой 12. В держателе 11 размещены элементы индикации и управления, а также разъем источника питания 13.
Схема визуализации ИК- и ТГц-излучений, реализованная в заявляемом устройстве, представлена на Фиг. 1. ИК-объектив (объектив Кассегрена) формирует в ИК-лучах изображение объекта, являющегося источником ИК-излучения, на лицевую поверхность двумерного конвертера на основе пленки VOx. При этом ИК-излучение преобразуется в цветовой рельеф на лицевой поверхности экрана. ТГц-объектив формирует в ТГц-лучах изображение объекта, являющегося источником ТГц-излучения, на обратную сторону двумерного конвертера, покрытую сеточным полотном из Al. Поглощение регистрируемых излучений приводит к нагреву термочувствительного слоя VOx, являющегося экраном конвертера, тем самым происходит регистрация по изменению его цвета.
Для регистрации низкоинтенсивного ИК- и ТГц-излучения могут быть использованы соответствующие объективы. Изображение объекта наблюдения с помощью объектива проецируется через окна 2 и 3, расположенные в плоском корпусе 1 устройства, на двумерную поверхность ИК-ТГц конвертера, помещенного в опорную рамку 4. Распределение характера излучения на поверхности ИК-ТГц конвертера регистрируется визуально по изменению его цветовой окраски. Для регистрации ИК- и ТГц-излучений большей мощности указанные объективы не используются. Режим запоминания вводимой информации обеспечивается путем термостатирования устройства, для этого оно подключается к пленочному нагревателю 8.
Регистрация ближнего ИК-излучения (0.9-1.5 мкм) производится со стороны двухслойной пленочной структуры Al-VOx 6-7, при этом обеспечивается не менее 80% поглощения. А регистрация среднего ИК-излучения производится через сетку 9 ИК-ТГц конвертера, при этом на длинах волн 8-14.5 мкм обеспечивается 83% поглощение излучения, а 17% падающего излучения экранируется полосами двумерной сетки (ширина полосы сетки 30 мкм). Регистрация ТГц-излучения происходит со стороны ИК-ТГц конвертера, покрытой сеткой 9 из Al. ИК-ТГц конвертер обеспечивает резонансное поглощение ТГц излучения, при этом поглощается до 60% падающего излучения. Термохромный слой VOx 6 в обоих случаях обеспечивает визуализацию регистрируемого излучения за счет изменения цвета.
Пленочный нагреватель 8 обеспечивает равномерный нагрев регистрирующей среды до рабочей температуры (середины петли гистерезиса). С учетом ширины петли гистерезиса пленки VOx порядка 20°С термостатирование с точностью ±1°С обеспечивает стабильную работу устройства. Перегрев структуры относительно температуры термостатирования на 3°С обеспечивает первую визуальную градацию цветового изображения, характеризующую наличие контролируемого излучения.
Стирание изображения обеспечивается коммутацией источника питания пленочного нагревателя 8 через разъем 13.
Заявляемое устройство может содержать ИК-объектив, например, разработанный в ГОИ им. Вавилова Н.М., в котором изображение образуется путем отражения света от зеркальной поверхности сферической или параболической формы. После отражения на главном зеркале пучок лучей попадает на вспомогательное зеркало, которое направляет его обратно - через отверстие в главном зеркале. Фокальная плоскость в этой системе располагается за оправой главного зеркала. В фокальной плоскости располагается объект наблюдения. Изображение объекта через окно 2 устройства проецируется на поверхность ИК-ТГц конвертера.
Воздушные зазоры между окном 2 и термохромной средой, состоящей из двухслойной пленочной структуры Al-VOx 6-7 и сетки 9, и пленочным нагревателем 8 и окном 3 одинаковы, их геометрические размеры Н выбираются согласно соотношению , для , где - диаметр круга занимаемой термохромной средой. В этом случае в воздушных зазорах резко ограничена или практически исключена конвекция и термохромная среда функционирует в условиях воздушного термостата. Указанный режим работы обеспечивает равномерное распределение чувствительности по всей площади ИК-ТГц конвертера устройства. С помощью стойки 12 устройство перед началом работы крепят, например, в рейтере оптической скамьи ОСК-2. Материал для окон 2 и 3, как правило, выбирается в зависимости от длин волн визуализируемого излучения, например кварцевого стекла, силикатного стекла, сильвина и т.д.
Устройство может содержать и ТГц-объектив, который состоит из двух линз. В качестве материалов для изготовления линз используется, например, фторопласт. Для сохранения высокой светосилы объектива необходимо использовать асферические поверхности линз. Использование фторопласта, как материала для линз, позволяет изготовить асферические поверхности линз с помощью стандартных и недорогих технологий обработки на токарных станках с ЧПУ, при этом требования к качеству поверхности гораздо ниже, по сравнению с видимым и ИК-диапазонами. Объект наблюдения располагается в плоскости наблюдения объектива, изображение объекта наблюдения проецируется на поверхности ИК-ТГц конвертера.
На Фиг. 5а приведен спектр отражения двухслойной пленочной структуры Al-VOx на длинах волн 0,2-14,5 мкм. На длинах волн 0,2-1,5 мкм структура Al-VOx имеет максимальное поглощение, а в диапазоне 1,5-2,5 мкм наблюдается увеличение коэффициента отражения до 95%, после чего он практически не меняется.
На Фиг. 5б приведен спектр пропускания слюдяной подложки толщиной 40 мкм марки СТ-1 на длинах волн 2,08-14,28 мкм. На длинах волн 5,2-8 мкм имеет место 50% поглощение, а в диапазоне 8,33-14,28 мкм имеет место практически полное поглощение слюдяной подложкой.
На Фиг. 6 приведена зависимость яркостного контраста среды Al-VOx-Д с толщинами слоев 100 нм, 115 нм и 190 нм соответственно, от температуры и от плотности мощности источника излучения. Следует заметить, что первая, вторая и третья градации яркости изображения связаны с перегревом относительно температуры термостатирования соответственно на 3°С, 6°С и 9°С, при этом изменение коэффициента контраста преобразователя соответственно составляет 0,2; 0,4; 0,6. Цветовой переход пленочной структуры до и после нагрева голубой-синий, который визуально наблюдается как при комнатной, так и при внешнем освещении.
На Фиг. 7а представлены экспериментальные данные пороговой чувствительности заявляемого устройства при падении излучения со стороны слоя VOx-Al на длинах волн 0,3-3,39 мкм и 5,0-10,6 мкм.
На фиг. 7б представлены расчетные и экспериментальные значения пороговой чувствительности заявляемого устройства при падении излучения со стороны сетки из Al на длинах волн 1140-1690 мкм и 9,0-14,5 мкм. Измерения ИК-излучения, представленные на фиг. 7 (а, б), проводились на рабочем эталоне измерений средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне длин волн 0,3-12 мкм (ГОСТ 8.275-2013).
Пример.
Экспериментальный образец заявляемого устройства был изготовлен с ИК-ТГц конвертером, выполненным на слюдяной подложке, толщиной 40 мкм. Центральная часть лицевой стороны подложки была покрыта двухслойной пленочной структурой Al-VOx диаметром не менее 30,5 мм. При этом площадь термохромного слоя составляет порядка 706 мм2, что достаточно для уверенного визуального наблюдения характера распределения регистрируемого излучения. Термохромную среду опоясывал с круговым зазором пленочный нагреватель в форме квадрата, на основе NiCr с электродами со свободной центральной областью в форме круга. Указанная топология пленочных слоев обеспечивает равномерное термостатирование термохромной средой. На противоположной стороне подложки под структурой в форме круга был описан восьмигранник, площадь которого занимает сетка из Al, толщиной порядка 100 нм, с квадратными отверстиями. Ширина полос сетки равна 30 мкм. На части свободной поверхности подложки был размещен пленочный термодатчик.
Claims (4)
1. Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений, содержащее плоский корпус с расположенной в нем опорной рамкой в виде двух диэлектрических колец и имеющий два окна для регистрации излучения, при этом плоский корпус закреплен на держателе со стойкой, отличающееся тем, что между диэлектрическими кольцами размещен ИК-ТГц конвертер, представляющий собой диэлектрическую подложку с нанесенной двухслойной пленочной структурой Al-VOx, которую опоясывает с зазором пленочный нагреватель, на противоположной стороне диэлектрической подложки, под пленочной структурой Al-VOx, расположена сетка из Al толщиной не более 100 нм, с квадратными отверстиями, при этом длина стороны сетки прямо пропорциональна длине волны терагерцового излучения, распространяющегося в диэлектрической подложке, на свободной части поверхности которой расположен термодатчик.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что геометрические размеры опорной рамки определены соотношением Н/l=0,3-0,1, где Н - толщина опорной рамки, l - максимальное расстояние между сторонами опорной рамки.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пленочный нагреватель выполнен в виде квадрата на поверхности одного из диэлектрических колец.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что пленочный нагреватель выполнен из NiCr.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129851A RU2638381C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129851A RU2638381C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638381C1 true RU2638381C1 (ru) | 2017-12-13 |
Family
ID=60718665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129851A RU2638381C1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638381C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687992C1 (ru) * | 2018-05-14 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Устройство визуализации инфракрасного и миллиметрового излучения |
CN111487645A (zh) * | 2019-01-28 | 2020-08-04 | 佳能株式会社 | 用于检测或振荡电磁波的半导体装置、成像系统和移动体 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5450053A (en) * | 1985-09-30 | 1995-09-12 | Honeywell Inc. | Use of vanadium oxide in microbolometer sensors |
RU2321035C1 (ru) * | 2006-07-06 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Преобразователь изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра |
US20150362374A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-12-17 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Atomic Layer Deposition of Vanadium Oxide for Microbolometer and Imager |
-
2016
- 2016-07-20 RU RU2016129851A patent/RU2638381C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5450053A (en) * | 1985-09-30 | 1995-09-12 | Honeywell Inc. | Use of vanadium oxide in microbolometer sensors |
RU2321035C1 (ru) * | 2006-07-06 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Преобразователь изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра |
US20150362374A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-12-17 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Atomic Layer Deposition of Vanadium Oxide for Microbolometer and Imager |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Олейник А.С. и др. "Визуализатор на основе материала ФТИРОС", ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, выпуск 5-6, 1982 г., стр. 111-113. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687992C1 (ru) * | 2018-05-14 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Устройство визуализации инфракрасного и миллиметрового излучения |
CN111487645A (zh) * | 2019-01-28 | 2020-08-04 | 佳能株式会社 | 用于检测或振荡电磁波的半导体装置、成像系统和移动体 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Müller et al. | Novel detectors for traceable THz power measurements | |
Knyazev et al. | Real-time imaging using a high-power monochromatic terahertz source: comparative description of imaging techniques with examples of application | |
RU2638381C1 (ru) | Устройство визуализации инфракрасного и терагерцового излучений | |
CN113566986A (zh) | 非接触式固体表面应变场与温度场同步测试的方法及装置 | |
CN102654457A (zh) | 一种折射率传感器及其探测方法 | |
Dupont et al. | Two-dimensional mapping of falling water film thickness with near-infrared attenuation | |
RU2448399C2 (ru) | Способ детектирования электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне и устройство для его осуществления | |
CN104807761A (zh) | 一种实现微区光谱测量的光谱仪设计方法 | |
Anderson et al. | Liquid-crystal thermography: illumination spectral effects. Part 1—experiments | |
Yamada et al. | Toward reliable industrial radiation thermometry | |
JP6107993B2 (ja) | 赤外線検出装置 | |
CN108414450B (zh) | 动量空间成像系统及其应用 | |
White | New method for measuring diffuse reflectance in the infrared | |
RU2655714C1 (ru) | Способ регистрации электромагнитного излучения в ИК, СВЧ и терагерцовом диапазонах длин волн | |
CN205642633U (zh) | 基于光辐射的测温设备及系统 | |
Farbaniec et al. | Thermoreflectance-based approach for surface temperature measurements of thin-film gold sensors | |
US20210396574A1 (en) | Target device for characterizing terahertz imaging systems | |
RU2687992C1 (ru) | Устройство визуализации инфракрасного и миллиметрового излучения | |
Batista | Computational modeling of black phosphorus terahertz photoconductive antennas using COMSOL Multiphysics with experimental comparison against a commercial LT-GaAs emitter | |
JP5900085B2 (ja) | 赤外線検出装置 | |
Chen et al. | Ultra-broadband wavelength conversion sensor using thermochromic liquid crystals | |
An et al. | Towards Single-Pixel Quantum Thermal Imaging | |
CN219675840U (zh) | 基于泵浦探测拉曼光谱的半导体导热系数测试装置 | |
Lu et al. | A simple in situ calibration technique for soft x‐ray film | |
Kubarev et al. | Powermeters and 2D beam imaging systems on the Novosibirsk terahertz free electron laser |