SU794399A1 - Pyroelectric radiation receiver sensitive element - Google Patents
Pyroelectric radiation receiver sensitive element Download PDFInfo
- Publication number
- SU794399A1 SU794399A1 SU792752016A SU2752016A SU794399A1 SU 794399 A1 SU794399 A1 SU 794399A1 SU 792752016 A SU792752016 A SU 792752016A SU 2752016 A SU2752016 A SU 2752016A SU 794399 A1 SU794399 A1 SU 794399A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sensitive element
- radiation
- pyroelectric
- absorbing coating
- radiation receiver
- Prior art date
Links
Description
1one
Изобретение относитс к конструкции чувствительных элементов пирометров и может быть использовано дл измерени интенсивности электромагнитного, например лазерного, излучени в широком диапазоне длин волн от крайнего ультрафиолета до дальней инфракрасной области спектра.The invention relates to the design of sensitive elements of pyrometers and can be used to measure the intensity of an electromagnetic, for example laser, radiation in a wide range of wavelengths from the extreme ultraviolet to the far infrared region of the spectrum.
Известны чувствительные элементы пироприемников , содержащие пироэлектрический (сегнетоэлектрический) кристалл, на который нанесены электроды, св занные с регистрирующим блоком приемника 1.Sensitive elements of pyro-receivers are known, which contain a pyroelectric (ferroelectric) crystal on which electrodes are applied, which are associated with the recording unit of the receiver 1.
Дл увеличени коэффициента поглощени излучени на чувствительный элемент нанос т слой поглощающего покрыти , например слой золотой черни.In order to increase the absorption coefficient of the radiation, a layer of an absorbing coating, such as a layer of golden black, is applied to the sensitive element.
Наиболее близким по своей технической сущности вл етс чувствительный элемент пироэлектрического приемника излучени , содержащий пирокристалл с наложенными на него электродами и поглощающим покрытием. Поглощающее покрытие выполнено из металлической черни. Приемник с чувствительным элементом пред-, назначен дл измерени лазерного излучени в широком спектральном диапазоне 2.The closest in technical essence is a sensitive element of a pyroelectric radiation detector containing a pyrocrystal with superimposed electrodes and an absorbing coating. Absorbing coating is made of metallic black. A receiver with a sensing element is pre-assigned to measure laser radiation in a wide spectral range 2.
Однако при измерении интенсивных потоков излучени происходит термическое разрущение поглощающего покрыти и распол ризаци пироактивного кристалла в результате перегрева его за точку Кюри.However, when measuring intense radiation fluxes, the thermal destruction of the absorbing coating and the polarization of the pyroactive crystal result from its overheating beyond the Curie point.
Цель изобретени - расширение диапазона измерений плотности энергии излучени .The purpose of the invention is to expand the range of measurements of the radiation energy density.
Поставленна цель достигаетс тем, что на чувствительный элемент пироэлектрического приемника излучени , содержащий пирокристалл с наложенными на него электродами , наноситс поглощающее покрытие из диэлектрика с характеристикамиThe goal is achieved by the fact that an absorbing coating of a dielectric with characteristics is applied to a sensitive element of a pyroelectric radiation detector containing a pyrocrystal with superimposed electrodes on it.
ГР-ГОGR-GO
././
Т т - 0T t - 0
где у, - коэффициент поглощени излучени материала поглощающего покрыти ;where y, is the radiation absorption coefficient of the material of the absorbing coating;
/ - толщина поглощающего покрыти ;/ is the thickness of the absorbing coating;
Гр - температура разрущени поглощающего покрыти ; Тт - верхн граница интервала рабочих температур пироэлектрического приемника;Gr is the destruction temperature of the absorbing coating; Tm is the upper limit of the operating temperature range of the pyroelectric receiver;
б - температура чувствительного элемента до облучени .b - temperature of the sensitive element before irradiation.
На фиг. 1 - чувствительный элементFIG. 1 - sensitive element
пироэлектрического приемника излучени ;a pyroelectric radiation receiver;
на фиг. 2 - кривые распространени темra9-5 ,UrY оin fig. 2 - distribution curves for themes 9-5, UrY o
пературы по толщине чувствительного элемента под действием радиационного импульса: а) без поглощающего покрыти ; о; с поглощающим покрытием.Measuring the thickness of the sensing element under the action of a radiation pulse: a) without an absorbing coating; about; with absorbing coating.
Чувствительный элемент пнроэлектрического приемника излучени содержит пироэлектрический кристалл 1, на который с одной стороны наложен металлический электрод 2, а с противоположной - такой же электрод 3. Электроды имеют отводы к регистрирующему блоку приемника (на чертеже не показано). Поверх электрода 2 нанесено поглощающее покрытие 4 из диэлектрика , которое обладает теплофизическими , геометрическими и оптическими характеристиками в рабочей области снектра , удовлетвор ющими условиюThe sensing element of the mono-electric radiation detector contains a pyroelectric crystal 1, on which metal electrode 2 is superimposed on one side, and the same electrode 3 on the opposite side. Electrodes have taps to the receiver's recording unit (not shown). On top of electrode 2, an absorbing dielectric coating 4 is applied, which has thermophysical, geometrical and optical characteristics in the working area of the spectrum that satisfy the condition
т. - 0t. - 0
где 1 - коэффициент поглощени излучени материала поглощающего покрыти ;where 1 is the radiation absorption coefficient of the material of the absorbing coating;
/ - толщина поглощающего покрыти ;/ is the thickness of the absorbing coating;
Гр - температура разрушени поглощающего покрыти ; Тт - верхн граница интервала рабочих температур пироэлектрического приемника;Gr is the destruction temperature of the absorbing coating; Tm is the upper limit of the operating temperature range of the pyroelectric receiver;
TQ - температура чувствительного элемента до облучени .TQ is the temperature of the sensing element before irradiation.
Выполнение левой части неравенства обеспечивает практически полное поглощение излучени в прослойке. Выполнение правой части неравенства необходимо дл того, чтобы поглощающа прослойка не разрушалась под действием излучени во всем диапазоне измер емых энергий, т. е. чтобы предельные значени радиационного импульса определ лись свойствами пирокристалла , а не прослойки.The fulfillment of the left side of the inequality ensures that the radiation in the interlayer is almost completely absorbed. The fulfillment of the right-hand side of the inequality is necessary so that the absorbing interlayer does not collapse under the action of radiation in the entire range of measured energies, i.e., that the limiting values of the radiation pulse are determined by the properties of the pyrocrystal, and not the interlayer.
Диэлектрическа прослойка трансформирует плотность энергии излучени на поверхности с понижением к поверхности пирокристалла . Вследствие этого на пироэлектрический кристалл действует тепловой поток , плотность энергии которого значительно меньше плотности энергии измер емого потока, что позвол ет измер ть излучение высокой интенсивности без разрушени чувствительного элемента.The dielectric layer transforms the radiation energy density on the surface with a decrease to the surface of the pyrocrystal. As a consequence, the pyroelectric crystal is affected by heat flux, the energy density of which is significantly less than the energy density of the measured flux, which allows to measure high-intensity radiation without destroying the sensitive element.
Работает описанный чувствительный элемент пироэлектрического приемника излучени следующим образом. Падающий радиационный импульс излучени W вызывает изменение температуры облучаемой поверхности диэлектрического сло 4, что приводит к нагреву чувствительного элемента и возникновению на его поверхност х электрических зар дов. Амплитуда сигналов остаетс пропорциональной энергии радиационного импульса до тех пор, пока температура чувствительного элемента не будет превышать некоторое максимальное значение Тт. Перегрев выше температуры Т-т приводит к изменению основных характеристик чувствительного элемента - пироэлектрического коэффициента и диэлектрической проницаемости и, следовательно , к нарушению его линейности. Типичные значени Тт дл таких широко используемых материалов, как триглицинсульфат , керамика на основе титана бари и другие составл ет 25-55°С. В отличие от чувствительного элемента поглощающее покрытие допускает нагрев до температуры разрушени Гр (1000°С и выше). Наносима на пироэлектрический слой диэлектрическа прослойка предохран ет его от перегрева. На фиг. 2 показано распределение температуры под действием мощного радиационного импульса в приемнике безThe described sensitive element of the pyroelectric radiation detector works as follows. A falling radiation pulse of radiation W causes a change in the temperature of the irradiated surface of the dielectric layer 4, which leads to the heating of the sensitive element and the appearance of electric charges on its surfaces. The amplitude of the signals remains proportional to the energy of the radiation pulse until the temperature of the sensitive element exceeds a certain maximum value Tm. Overheating above the temperature Tt leads to a change in the basic characteristics of the sensitive element - the pyroelectric coefficient and dielectric constant and, consequently, to a violation of its linearity. Typical TT values for such widely used materials as triglycine sulfate, barium titanium based ceramics and others are 25-55 ° C. Unlike the sensing element, the absorbing coating allows heating to the temperature of destruction Gr (1000 ° C and higher). Applying a pyroelectric layer to the dielectric layer prevents it from overheating. FIG. 2 shows the temperature distribution under the action of a powerful radiation pulse in a receiver without
защитного поглощени покрыти (а) и в приемнике с поглощающим покрытием (б). При наличии прослойки температура, до которой прогреваетс пироэлектрический кристалл 7, не превышает максимальнойprotective absorption of the coating (a) and in the receiver with the absorbing coating (b). In the presence of an interlayer, the temperature to which the pyroelectric crystal 7 is heated does not exceed the maximum
величины Т-т- Например, чувствительный элемент на основе титаната бари позвол ет измер ть плотность энергии в импульсе до ОД Дж/см. Тот же элемент, покрытый слоем кварца толщиной 0,1-1 мм в области длин волн от 5-15 мкм, позвол ет измер ть плотность энергии в импульсе до 20 Дж/см.T-T values. For example, a sensitive element based on barium titanate makes it possible to measure the energy density per pulse up to OD J / cm. The same element, covered with a layer of quartz with a thickness of 0.1–1 mm in the wavelength range from 5–15 µm, allows measuring the energy density in a pulse up to 20 J / cm.
Кроме того, чувствительный элемент может иметь другие варианты конкретногоIn addition, the sensing element may have other options specific
выполнени . Например, электроды могут быть наложены на торцы монокристалла, а диэлектрическое поглощающее покрытие - непосредственно на его облучаемую поверхность.fulfillment. For example, electrodes can be superimposed on the ends of a single crystal, and a dielectric absorbing coating directly on its irradiated surface.
Простота конструкции такого чувствительного элемента и его быстродействие обеспечивают положительный эффект при применении указанных чувствительных элементов при регистрации импульсов технологических лазеров.The simplicity of the design of such a sensitive element and its speed provide a positive effect when using these sensitive elements when registering pulses of technological lasers.
Предполагаемый экономический эффект, получаемый на одной технологической установке (сварки микросхем), при применении предлагаемых чувствительных элементов составит 10-15 тыс. руб. в год, благодар уменьшению брака выпускаемых изделий.The estimated economic effect obtained on one technological installation (welding of microcircuits), when applying the proposed sensitive elements, will be 10-15 thousand rubles. per year, due to the decrease in the marriage of manufactured products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792752016A SU794399A1 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Pyroelectric radiation receiver sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792752016A SU794399A1 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Pyroelectric radiation receiver sensitive element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU794399A1 true SU794399A1 (en) | 1981-01-07 |
Family
ID=20821765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792752016A SU794399A1 (en) | 1979-04-12 | 1979-04-12 | Pyroelectric radiation receiver sensitive element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU794399A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6305840B1 (en) * | 1998-02-28 | 2001-10-23 | Lg Electronics Inc. | Thermopile detector and method for fabricating the same |
-
1979
- 1979-04-12 SU SU792752016A patent/SU794399A1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6305840B1 (en) * | 1998-02-28 | 2001-10-23 | Lg Electronics Inc. | Thermopile detector and method for fabricating the same |
US6677654B2 (en) | 1998-02-28 | 2004-01-13 | Lg Electronics Inc. | Thermopile detector and method for fabricating the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ladieu et al. | Measuring thermal effects in femtosecond laser-induced breakdown of dielectrics | |
SU794399A1 (en) | Pyroelectric radiation receiver sensitive element | |
US4595832A (en) | Thermal sensor with an improved coating | |
Xu et al. | Measurement of solid–liquid interface temperature during pulsed excimer laser melting of polycrystalline silicon films | |
CA1089120A (en) | Method of reading thermoluminescent dosimeter | |
Lachambre | A pyroelectric energy meter | |
Nordal et al. | New developments in photothermal radiometry | |
US5641419A (en) | Method and apparatus for optical temperature control | |
US5957581A (en) | Temperature measurement by active photothermal radiometry | |
Lopatkin et al. | Laser modulation photothermal radiometer—a new method for measuring weak absorption in bulk materials and coatings | |
Sherimov et al. | Investigation of Oxyfluoride Glasses with Ag Clusters and Sm Ions on Temperature Sensitivity Sensory Applications | |
EP0212170A2 (en) | Thermo element to measure the temperature in a vacuum furnace | |
AT390326B (en) | Method of measuring the temperature of an object by means of radiation pyrometry | |
SU905660A2 (en) | Pyroelectric radiation receiver | |
Newnam et al. | 4.6 SPECTRAL DEPENDENCE OF DAMAGE RESISTANCE OF REFRACTORY OXIDE OPTICAL COATINGS | |
Sohrabpour et al. | Temperature response of a number of plastic dosimeters for radiation processing | |
DE10060988A1 (en) | Device and method for relaxing glasses, in particular television funnel neck attachments | |
CN111083817B (en) | Non-linear transmission light processor | |
Rainer et al. | Measurements of the dependence of damage thresholds on laser wavelength, pulse duration and film thickness | |
Hester et al. | The charge release mechanism for ferroelectric radiation detectors | |
Kortov et al. | Luminescence properties of transparent BeO: Li ceramics | |
SU1625834A1 (en) | Method for manufacturing heat sensitive element | |
Wood | Laser-induced damage measurement: problems of scaling | |
US6713762B2 (en) | Acoustic absorption electromagnetic radiation sensing with SIC | |
JP2728497B2 (en) | Trimming device for thermal head |