Hvad er et bolometer?
Et bolometer er et instrument, der bruges til at detektere og måle små mængder elektromagnetisk stråling. Også kaldet aktiniske balancer, måler bolometre elektromagnetisk stråling i dens forskellige former, fra radiobølger til ultraviolet stråling og gammastråler. Bolometerets operationelle princip er også tilpasset til brug i fysik og partikeldetektion.
Det første bolometer blev opfundet af den amerikanske astronom Samuel Pierpont Langley i slutningen af det 19. århundrede og blev brugt sammen med et teleskop til måling af infrarød stråling på astronomiske genstande, nemlig Månen. Prototypen var grundlæggende i design. Den bestod af to kamre udstyret med platinestrimler, der dannede en Wheatstone-bro forbundet til et galvanometer og batteri. Sotdækkede strimler, der dannede broen, var arrangeret således, at den ene blev efterladt eksponeret, mens den anden var afskærmet mod stråleeksponering. Den udsatte strimles temperatur ville stige, når den kom i kontakt med den elektromagnetiske stråling, ændre dens elektriske modstand og i det væsentlige skabe en temperatursensor.
En kold elektronbolometer (CEB) er en meget følsom enhed, der registrerer kosmologisk stråling. Bolometerets superledende-isolator-normale (SIN) metal tunnelforbindelse er det, der adskiller den fra andre bolometre, fordi dens energitab bruges til at afkøle absorberen. En varm elektronbolometer (HEB) er en enhed, der bruges til at måle sub-millimeter og fjerninfrarød stråling, som ikke kan måles med det kolde elektronbolometer.
Et mikrobolometer er en type bolometer tilpasset til at fungere som en infrarød detektor i et termisk kamera, almindeligt kendt som et fremadrettet infrarødt kamera (FLIR). Denne type kamera fungerer efter samme princip som det traditionelle bolometer og måler infrarød stråling med bølgelængder mellem 8 og 13 mikron. Den elektriske modstand optaget af kameraet oversættes til temperaturer, der bruges til at skabe et billede.
Der er to største ulemper forbundet med bolometeret, og begge involverer resterende energi. Manglende diskriminerende egenskaber skelner denne enhed ikke mellem ioniserede og ikke-ioniserede partikler. Når det bruges som termisk detektor, spreder et bolometer ikke direkte den energi, der opsamles af absorberen, og nulstilles derfor ikke med det samme.
En gren af fysik kendt som partikelfysik, der studerer de grundlæggende elementer i stråling, bruger udtrykket bolometer i reference til et instrument kendt som en partikeldetektor. Partikeldetektoren fungerer efter samme princip som Langleys bolometer og bruges til at identificere partikler med høj energi. Kalorimetre, scintillationstællere og partikeldetektorer med gasformig ionisationstype anvendes typisk med det formål at måle energi forbundet med stråling og partikelegenskaber.