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液氦型Bolometer

        所有复合式硅Bolometer系统都安装在IRLabs的带液氮冷却防热辐射屏的HDL-5型液氦杜瓦中,典型液氦保持时间(4.2K)超过20小时,在1.6K工作时保持时间达10小时。Bolometer探测器带一个锥状红外光收集器、真空密封的楔形窗口、视场隔热板和低噪声电子线路等。

        Bolometer系统既可装备单个红外短波长滤波器,也可容纳两个或三个位置手动式低温转轮,远红外带通滤波器系列产品(10μm -285μm)供用户选择。提供个性化定制系统,如更长液氦保持时间、增加工作面高度、安装双探测器、转轮上安装更多的滤波器等。

 

   

 

4.2K通用型Bolometer结构:

 1.  HDL-5型杜瓦

      液氮消耗:0.045/小时

    液氦消耗:0.065/小时

    保温时间:大于20小时

2. 收集光线的光锥焦距F# 3.8

3. 可手动调节两滤光片位置的转轮

   长波带通滤波器,短波截止波长13微米。

 长波带通滤波器,短波截止波长100微米。

4. 高密度白PE窗口

5. 冷却一级放大的低噪音前置放大器型号LN-6C 

 *示意图中红色部分可以更换/升级。

 

         振动对bolometer及附件性能影响很大,轻微的振动例如液氦的汽化都可能会引入噪音。通常使用vanishbolometer内与接头间的引线粘住固定,以此来消除引线的微噪音。

 

                         

 

4.2K通用型Bolometer辐射热测量计

4.2K通用型多功能辐射热测量计由一个4.2K bolometer探测器元件绑定在一个2.5mm的金刚石吸收器上。该辐射测量计的最优工作波长范围是15μm 2000μm20THz to 150GHz),调制频率在200400赫兹范围。

 

高阻4.2K Bolometer辐射热测量计

       该辐射热测量计配备更低热导率的探测器,提高了光谱分辨率。这种配置的响应速度较慢,最优调制频率在200Hz以下,该系统的灵敏度更高,NEP(等效噪音功率)要比通用型4.2K辐射热测量计低一个数量级。

 

标准的1.6K Bolometer辐射热测量计

       这款辐射热测量计的光谱响应范围(15μm 2000μm)与通用型4.2K辐射热测量计很相似,但是由于探测器的工作温度更低,灵敏度更高、NEP更低、响应时间更短;此外该款产品的调制频率可以超过1KHz

 

远红外1.6K Bolometer辐射热测量计

       这款产品专门设计成用来检测波长比红外线更长能量更小的信号,在300μm 5mm波段范围内有良好的性能。与其它三种产品相比,这款产品有着非常低的热导,便于探测系统用非常长的积分时间来检测微弱信号,该款产品的最佳调制频率低于300Hz

  

Bolometer 规格与技术参数

 参数

 类型

热导

G(μW/K)

电阻

Ro(MΩ)

电学灵敏度

SV/W

噪音等效功率NEP(W/Hz1/2)

噪音

Vn(nV/ Hz1/2)

通用型4.2K

~16

~10到20

~2.4×105

~1.2×10-13

80@80Hz

高电阻4.2K

~4

~14

~6.1×105

~4.3×10-14

40@80Hz

标准1.6K

~12

~77

~7.5×105

~4.6×10-14

40@80Hz

远红外1.6K

~0.3

<1000

~1.0×107

~3.6×10-15

50@80Hz

 

InSb热电子Bolometer

 

当冷却至液氦温度,自由载流子电子的辐射吸收引起的电子平均温度(T0)高于晶格温度。电子迁移率与T03/2成比例,该温度的上升通过电导率的变化反映出来。自由电子有效质量小,能量弛豫时间约10-7s产生非常灵敏的亚毫米波探测器。探测器使用特殊形状的高纯N-InSb晶体,可与噪声非常低的前级放大器直接耦合。

 

              探测器面积(mm): 5

              探测器支撑蓝宝石衬底嵌在一个集成腔里

               工作温度4.2K  & 1.5K

              光谱响应(mm)范围0.2mm-5mm

               频率响应-3dbKHz): 600

              等效噪音功率:NEP(w/Hz1/2)<8x10-13