Детекторы излучения. Загрубский А.А - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
Δ
−≈σ
kT
E
T
2
exp
2
3
(4.1.8)
где ΔЕ – ширина запрещенной зоны. В примесном полупроводнике
вместо Δ
Е/2 фигурирует еще меньшая величина.
Однако полупроводниковые болометры применяются достаточно
редко и обсуждать их подробно мы не будем.
Теперь о величине сопротивления
r и выборе металла для его из-
готовления. Размеры ленточки болометра (длина, ширина) выбираются
исходя из размеров сечения светового пучка на выходе монохроматора
(т. е. исходя из размеров выходной щели монохроматора или размеров
ее изображения), а толщина – из соображений достаточной механиче-
ской прочности и жесткости. Таким образом, задача сводится к выбору
металла, для которого величина удельного сопротивления ρ была бы
максимальной, а теплопроводность (т. е. величина λ ≅ 1/β) – минималь-
ной. К счастью, эти требования совпадают.
Дело в том, что и тепло- и электропроводность в проводниках оп-
ределяются свойствами электронной подсистемы и прямо пропорцио-
нальны концентрации электронов и их подвижности. Отношение этих
величин практически одинаково для всех проводников.
В отличие от α, величина ρ для разных металлов может разли-
чаться почти на два порядка. Рекордсменом является, по-видимому,
висмут, имеющий ρ = 1,2⋅10
–
4
Ом⋅м. Минимальные для металлов значе-
ния ρ имеют серебро и медь, 0,016⋅10
–
4
и 0,017⋅10
–
4
Ом⋅м соответствен-
но. Они же обладают наибольшей из всех металлов теплопроводностью.
Теперь должно быть понятно, что ленточки болометров делаются из
висмута, хотя он хрупок и потому не удобен в работе.
Несколько слов о величине питающего тока
I. Дело в том, что пи-
тающий ток не безобиден, он нагревает ленточки болометра. Это нагре-
вание допустимо до тех пор, пока остается справедливым
приближенное выражение вида
T
1
4
– T
0
4
≅ 4T
3
ΔT. (4.1.9)
В противном случае формула, описывающая работу болометра,
становится неверной, его чувствительность падает, а при чрезмерном
токе болометр превращается из приемника излучения в его источник – в
обыкновенную лампу накаливания.
12

Страницы