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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:
液氦消耗:
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
*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vanish将bolometer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。该辐射测量计的工作波长范围是15μm 到2000μm(20THz to 150GHz),调制频率在200~400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,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到 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 到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,该款产品的调制频率低于300Hz。
Bolometer 规格与技术参数 | |||||
| 热导 G(μW/K) | 电阻 Ro(MΩ) | 电学灵敏度 S(V/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 |
高热阻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): 5×5
● 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: -3db(KHz): 600
● 等效噪音功率:NEP(w/Hz1/2)<8x10-13