Сверхпроводящие болометры

При понижении температуры некоторых проводников они становятся сверхпроводящими, т. е. их сопротивление исчезает. При этом вблизи границы перехода в сверхпроводящее состояние уменьшение сопротивления с понижением температуры происходит весьма быстро. На рис. 5 показана эта зависимость для нитрида ниобия, представляющая собой типичный пример. Наибольшая крутизна этой кривой составляет 2,7 Ом/°С, что соответствует на 1° С,— чрезвычайно большую величину сравнительно с значениями, полученными с обычными металлическими болометрами ( на 1° С).

Нитрид ниобия представляет собой вещество, наиболее широко применяемое для изготовления сверхпроводящих болометров, потому что для него температура перехода в сверхпроводящее состояние достаточно высока, чтобы работать в области температур, создаваемых посредством жидкого водорода.

На рис. 6 показана одна из современных конструкций сверхпроводящего болометра. Чувствительный элемент представляет собой тонкий слой олова, напыленный на поверхность пленки , полученной при анодном окислении алюминиевой подложки. Алюминиевая подложка соединяется с находящимся в контакте с гелиевой ванной латунным стержнем, который обеспечивает охлаждение подложки до температуры несколько ниже критической точки. Нагреватель, вмонтированный в подложку, служит для поддержания рабочей температуры вблизи критической температуры олова (3,7 К). Пороговая чувствительность болометра составляет

Сверхпроводящие болометры являются наиболее чувствительными тепловыми приемниками излучения, созданными до настоящего времени. Другим их преимуществом является то, что, будучи охлажденными, они с большей скоростью приходят в исходное состояние и потом являются более быстродействующими, чем болометры неохлаждаемых типов; сообщалось о постоянной времени для них меньше 1 мсек.

Переход к сверхпроводимости наблюдается в очень узком температурном интервале, и рабочая температура чувствительного слоя должна поддерживаться с точностью около 0,0001 К. Это исключает применение таких приборов вне лабораторных условий.

Список литературы

1. А.А.Загрубский, Н.М.Цыганенко, А.П.Чернова. Детекторы излучения. – СПб.: Соло, 2007.

2. Измерение параметров приемников оптического излучения / Под ред. Л.Н. Курбатова, Н.В. Васильченко. – М.: Радио и связь, 1983

3. Ишанин Г.Г. Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов. – Л.: Машиностроение, 1986.

4. В.В. Лебедева. Экспериментальная оптика. – 4-е изд. – М.: Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005.

5. Т.С. Мосс. Современные приемники инфракрасного излучения //Успехи физических наук. – 1962, сентябрь. – с. 92-121.

Поиск по сайту: