SU417695A1

SU417695A1 -

Info

Publication number: SU417695A1
Application number: SU1795194A
Authority: SU
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1974-02-28

Description

1one

Изобретение относитс к приемникам излучени дл инфракрасной области спектра. Оно может быть применено в инфракрасных спектрофотометрах и в аппаратуре дл астрофизических и других исследований в инфракрасной области спектра.This invention relates to radiation receivers for the infrared region of the spectrum. It can be used in infrared spectrophotometers and in equipment for astrophysical and other studies in the infrared region of the spectrum.

Известны криогенные полупроводниковые болометры из германи и кремни , у которых радиаци поглощаетс примесными центрами или решеткой. Эти болометры имеют высокую чувствительность в далекой И|Нф ра1Красной области спектра.Cryogenic semiconductor bolometers from germanium and silicon are known, in which radiation is absorbed by impurity centers or a lattice. These bolometers have high sensitivity in the far And | Nf ra1Red region of the spectrum.

Однако дл получени болометра с хорошим поглощением инфракрасной радиации, чувствительный элемент приходитс делать толстым (лор дка нескольких сотен мнкрон), что значительно увеличивает теплоемкость чувствительного элемента и дл ее уменьшени болометр необходимо охлаждать до температуры 1,2-1,5°К.However, to obtain a bolometer with good absorption of infrared radiation, the sensing element must be made thick (a lore of several hundred microns), which greatly increases the heat capacity of the sensing element and to reduce it, the bolometer must be cooled to a temperature of 1.2-1.5 ° K.

Известны также криогенные полупроводниковые болометры, у которых чувствительный элемент выполнен тонким, а радиаци поглощаетс специальным покрытием, нанесенным через диэлектрическую прослойку на лицевую сторону болометра. Хорошего поглощени радиации при таком решении в далекой инфракрасной области спектра достичь не удаетс . Полупроводниковые материалы, из которых изготовлены чувствительные элементы боло2Cryogenic semiconductor bolometers are also known, in which the sensitive element is thin and the radiation is absorbed by a special coating applied through a dielectric layer on the front side of the bolometer. Good absorption of radiation with such a solution in the far infrared region of the spectrum cannot be achieved. Semiconductor materials from which bolo sensitive elements are made

метров, имеют большой показатель преломлени . При нанесении на них тонкой диэлектрической прослойки и металлической пленки поглощение всем системы (металлическа пленка-слой диэлектрика - полупроводник) оказываетс очень малым. Почти вс падающа на систему инфракрасна (радиаци отражаетс or .металлической пленки. Цель изобретени - повышение чувствительности и поглощени инфракрасной радиации болометром в далекой инфракрасной области спектра.meters, have a large refractive index. When a thin dielectric layer and a metal film are deposited on them, the absorption of the entire system (metal film – dielectric layer - semiconductor) turns out to be very small. Almost entirely incident on the infrared system (radiation reflected by a metal film. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and absorption of infrared radiation by a bolometer in the far infrared region of the spectrum.

Это достигаетс тем, что чувствительный элемент боломе1(ра выполнен из трех слоев:This is achieved by the fact that the bolomer sensing element is made of three layers:

полупроводника, диэлектрической и металлической лленок, нанесенных на поверхность полупроводника , противоположную .падению измер емого потока радиации.semiconductor, dielectric and metal films deposited on the surface of the semiconductor, opposite to the fall of the measured radiation flux.

На чертеже показана схема полупроводникового оолометра.The drawing shows a diagram of a semiconductor oolometer.

Болометр содержит чувствительный полупроводниковый элемент 1, поддерживающие проводники 2, металлические стержни ci, основание 4, диэлектрическую прослойку о и пленку 6, поглощающую инфракрасную радиацию. Болометр работает следующим образом. Измер емый поток (его направление показано стрелками) инфракрасной радиации падает на поверхность чувствительного элемента 1, проходит через него и диэлектрическукThe bolometer contains a sensitive semiconductor element 1, supporting conductors 2, metal rods ci, base 4, a dielectric layer o and film 6 absorbing infrared radiation. The bolometer works as follows. The measured flux (its direction is indicated by arrows) of infrared radiation falls on the surface of the sensing element 1, passes through it and is dielectric.

прослойку 5 и поглощаетс тонкой металлической пленкой 6. Под действием потока радиации пленка нагреваетс и нагревает чувствительный элемент, в результате чего измен етс его сопротивление. Чувствительный элемент электрически св зан с измерительной схемой через П1роводники 2 и металлические стержни 3. Через них же чувствительный элемент соединен с основанием 4, наход щимс в тепловом контакте с охлажденной поверхностью криостата.the interlayer 5 is absorbed by the thin metal film 6. Under the action of the radiation flux, the film heats up and heats the sensitive element, as a result of which its resistance changes. The sensing element is electrically connected to the measuring circuit through P1 conductors 2 and metal rods 3. Through them, the sensing element is connected to the base 4, which is in thermal contact with the cooled surface of the cryostat.

Благодар тому что пленка, поглощающа радиацию, помещена под чувствительным элементом , коэффициент поглощени всей системы: чувствительный элемент - диэелектрическа прослойка - поглощающее инфракрасную радиацию металлическое .покрытие в широкой области спектра от 50 до 1000 мкм оказываетс равным 30-35%. Такого коэффициента поглощени достаточно дл обеспечени хорошей чувствительности в указанном интервале длин волн.Due to the fact that the film that absorbs radiation is placed under the sensitive element, the absorption coefficient of the entire system: the sensitive element — the dielectric interlayer — the metallic metal absorbing infrared radiation. The coverage in a wide spectral range from 50 to 1000 µm is equal to 30-35%. This absorption coefficient is sufficient to provide good sensitivity in the specified wavelength range.

По сравнению с известными криогеннымиCompared with the known cryogenic

болометрами предложенный болометр имеет практически одинаковую чувствительность, но дл его работы не требуетс температура 4,2°К И лет 1необходимости в отгкачке паров испар ющегос жидкого гели дл получени более температур ванны с жидким гелием.With the bolometers, the proposed bolometer has almost the same sensitivity, but its operation does not require a temperature of 4.2 ° K. And for about 1 year there is a need for evaporating liquid helium vapors to obtain more temperatures of the bath with liquid helium.

Предмет изобретени Subject invention

Криогенный полупроводниковый болометр, содержащий чувствительный элемент, поддерживающие его провод щие электрический ток и тепло проводники, закрепленные через траверсы на основании, отличающийс тем, что, с щелью увеличени поглощени измер емого потока В широком диапазоне в длинноволновой инфракрасной области спектра, чувствительный элемент выполнен из трех слоев: полупроводника, диэлектрической и металлической пленок, нанесенных на поверхность полупроводника , противоположную падению измер емого потока ;радиации.A cryogenic semiconductor bolometer containing a sensing element, conductors and conductors conducting it, which are conductive, are fixed through the crossbeams on the base, characterized in that, with an absorption gap, the measured flux in the wide range in the long-wave infrared spectrum, layers: semiconductor, dielectric and metal films deposited on the surface of the semiconductor, opposite to the fall of the measured flux; radiation.

5-I I I I I I5-I I I I I I