Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Металлический или термисторный болометр с меньшей постоянной времени, например 5 миллисекунд, с площадью 1 лвмв имеет порог приема от 5 ° 1О в до 10 ~язв. Чернение тепловых приемников. Поскольку поглощенное излучение вызывает повышение температуры независимо от длины волны, зачерненные тепловые приемники пригодны на всем спектре.
Однако нужно специально убедиться, что данный болометр или термопара действительно черны относительно всех длин волн. Простое рассматривание в видимой части спектра еще не дает возможности установить это. Возможно, наиболее старый и обычный из способов чернения приемников есть покрытие их сажей — метод, который не требует прикосновения к хрупким деталям.
Однако сажа, которая является прекрасным поглотителем в видимой и ультрафиолетовой части спектра, может оказаться прозрачной для инфракрасных лучей. Когда измерения производятся при помощи высокочувствительных гальванометров, имеющих постоянную времени в несколько секунд, собственная постоянная времени чувствительного элемента не играет особой роли. В этом случае чернение можно произвести применением достаточно толстого слоя черной краски, например, жженой кости, разведенной в органическом растворителе, скажем шеллаке, который сам по себе полностью поглощает инфракрасные лучи., Введение Пфундом ') способа осаждения черных металлических порошков (например, цинка или золота) путем испарения металлов при давлении в несколько миллиметров позволило чернить приемник и не прикасаясь к ним.
Достаточно толстые слои таких металлических покрытий в высшей степени эффективны во всем спектре. Однако старания уменьшить постоянную времени (с целью иметь возможность применять электронные усилители к модулированному выходу болометра или термопары) привели к необходимости применять очень тонкие слои покрытия, которые могут полностью поглощать короткие волны, но быть в высшей степени прозрачными для длинных волн.
Решение проблемы было существенно продвинуто !) Р1ип С А. Н., В!впш!й В!ас!с аап Вв Арр!!са!!опв, йеч. Зс!. 1ав!. 1, 397(!930)! Р!ипс А. н., тйе Орпса! Ргорегпев о1 ме!ашс апс сунув!а!!!пе Рочч3евв, д ОР!. Вос. Ая! 23, 373 (1933). 175 5.4) ПРИЕМНИКИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Харрисом и др. '), которые показали, что золотое покрытие становится всюду одинаково поглощающим, если производить испарение в атмосфере азота при давлении около 1 млГ, при полном отсутствии кислорода. На рис. 5.10 приведены кривые коэффициента пропускания для металлических покрытий, взятые из разных источников. Из этого Рисунка видно, что металлическое покрытие при некоторых условиях может быть плохим поглотителем. Например, кривая для теллура (полупроводник) подчеркивает опасность суждения о степени Д ~Ьд цй й ьл й.
'4 д д л ! г г а у л 7 г у л! и ы Алана лаааы а ыааранал Рис. 5.10. Прозрачность слоя металлического порошка: а — золото, поверхностная плотность 86 ° 10 е г/алР; 6— золото, та же толщина, нспарениое; а — толстый слой чер- ного золота или цинка; г — черный теллур. черноты по внешнему виду. Эта кривая получена для толстого слоя, который по внешнему виду был черным, однако ои оказывается почти прозрачным для инфракрасных лучей. Термисторы сами по себе изляются поглотителями инфракрасных лучей, но тонкие слои оказываются полупрозрачными, поэтому их обыкновенно покрывают тонким слоем черного лака. Но даже после этого остается способность к избирательному поглощению в инфракрасной области.
Коэффициент поглощения может изменяться от 1,0 до 0,9 в полосе от 5 до 15 р. т) Нага!а Воша, МсО! ПП1ез козещзг!е зяб 3!еде! Веп)аю!и М., тпе Ргепага!!оп зпи Ор!!са! Ргорегиез о1 Оо!д В!Зека, л, Ор1, Вос, Аа. 38, 582 С1М8). 176 испгсклнив и влспгоотвлнвнив инэвлкглсных лячвй (гл.
5 Металлический поглощающий слой пневматического приемника также не обладает постоянным коэффициентом поглощения на всем спектре. Поэтому, если требуется производить абсолютные измерения, выбранный приемник необходимо подвергнуть проверке на коэффициент поглощения волн различной длины путем сравнения его с сильно зачерненной термопаройг Приемники с фотосопротивлением. Быстрое развитие теории и успехи в производстве приемников излучения, основанных на этом явлении, имевшие место в последние годы, позволили сильно облегчить измерения в полосе от 1 до 5 Р.
Наиболее перспективными фотосопротивлениямн являются сернисто-свинцовые и теллур- свинцовые; быстро развиваются также свинцово-селеновые фотосопротивления. Симпсон и Сатерленд '), а также Смит а) сделали обзор современного состояния вопроса. К их работам мы и отсылаем читателя за подробностями и ссылками на литературу. Светочувствительные слои толщиной от 0,1 до 1 Р приготовляются химическим путем или при помощи испарения в вакууме.
Инфракрасная активация достигается введением в слой кислорода. Сернисто-свинцовые фотосопротивления применяются в двух видах: с чувствительным слоем, работающим непосредственно в воздухе, и с чувствительным слоем, нанесенным на внутренней стороне эвакуированной стеклянной колбы. Свинцово-теллуровые и свинцовоселеновые фотосопротивления обычно выполняются в форме дьюаровского сосуда, который может быть наполнен жидким азотом, причем чувствительный слой оказывается на стенке, смежной с азотом; это обеспечивает хорошее охлаждение. Для пропускания длинноволнового излучения в противоположной стенке делается окно, закрытое сапфиром или другим прозрачным материалом, например МдО.
Чувствительность этих фотосопротивлений достаточна только при наличии охлаждения. Зато сернисто-свинцовые сопротивления работают~ удовлетворительно и при комнатной температуре, но у них при охлаждении твердой углекислотой или жидким азотом увеличиваются как чувствительность, так и предельная длина волны, на которой еще может работать фотосопротивление.
Однако охлаждение увеличивает постоянную времени. Несмотря на это, постоянная времени остается значительно меньше, чем у 'тепловых приемников. У Симпсона и Сатерленда приведены следующие данные о постоянных времени: РЬЯ вЂ” от 4 ° 10 ' до 1О ° 10 ~ сек при 20'С н от 2 ° 10 ~ до 7 ° 10 ~ сен при — 190'С; РЬТе — 1 ° 10 сек Ч Я! в Раоп О. апо' Я и ! Ь ег! а по О.
В. В. М.,РЬо!осопчисйте Се!!з 1ог Ое!есиоп о(!пйагед йасйаиоп, Яс!еасе !!5, 1 — 4 (!952!. а) Я ю ! ! Ь й. А., !и!гагед РЬо!осопс$ас!огз Рш(, Мая. Барр!еаеп! 2, 321 — 369 (1963). 5.4) 177 ПРИЕМНИКИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ до 5 10 в сек при — 190' С; РЬЯе — от 3 10 в до 10 10 в сел при — 190' С. Каждое из этих фотосопротивлений Оказывается чувствительным как в видимой, так и в инфракрасной области. Сопротивления из РЬЯ применимы до 3 Р без охлаждения и приблизительно до 3,75 !к при охлаждении до 90'К, из РЬТе — до 5,5 Р. РЬЯе, находящийся пока еще в области экспериментов, чувствителен до 8 )к при охлаждении до 90'К и до б р — при охлаждении до 290'К '). бя ак ч ря н ан ь йР Ьай й ра аа Р р г р р р р 1!рвиа рриим р жииррирх Рнс 6.1!. Относительный спектральный выход фотосопро- тивленнй из РЬЯ н РЬТе.
Минимальный принимаемый сигнал. Предельную чувствительность фотосопротивлений исследовали джонс 2), Фелджет з) и Мос '). Для монохроматического света в области максимальной чувствительности и для полосы усилителя в 1 гц, т. е. для продолжительности измерения около одной секунды, результаты обобщил Смит а). Для РЬЯ порог приема лежит около 10 '2 влг, для РЬТе — от !О '2 до 10 впг и для РЬЯе он, по-видимому, такой же, как у лучших современных тепловых приемников. Выбор фотосопротивления.
Не следует думать, что для какой-нибудь конкретной задачи наилучшим является фотосопротивление, чувствительное к наиболее широкой полосе спектра; точно так же не обязательно является наилучшим и наиболее чувствительное фотосопротивление. Например, охлаждение увеличивает чувствительность, но вносит серьезные осложнения в инженерное решение задачи. При выборе фотосопротивления необходимо г) См.
сноску на стр. 176. в) См. сноску на сгр. 173. в) Р е ! и е ! ! Р. В. Оп гЬе 1)В! гпаге яепвьйтну ап6 Ргас! !са! Рег1оггпапсе о1 йа<йайоп Ое!ес!огв, у. Ор!. Яос. Агп. 39, 970 (1949). а) Мова Т. Яа ТЬе УПипаге 1!ш!гв о1 Яепв1!!У!!У о1 (.сад Яп!1пйе ап6 Те!!Егнуе РЬО!Осоплаис!1че Ое!ес!огв, 1. Ор!. Яос. Аш. 40, 603 (1950).
') См. сноску на стр. 176, Зкк. 2"Вт. Л С. Лакк !78 испясклнив и глспгостглнвнив ивввлкглсных лучей [гл. 5 всегда принимать во внимание и его эксплуатационные свойства; это не обязательно только при чисто исследовательской работе, когда хорошее фотосопротивление само по себе предоставляет спектроскописту широкое поле для открытий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
