Wat is een bolometer?
Een bolometer is een instrument dat wordt gebruikt om zeer kleine hoeveelheden elektromagnetische straling te detecteren en te meten. Ook actinische balansen genoemd, meten bolometers elektromagnetische straling in zijn verschillende vormen, van radiogolven tot ultraviolette straling en gammastraling. Het werkingsprincipe van de bolometer is ook aangepast voor gebruik in fysica en deeltjesdetectie.
Uitgevonden door de Amerikaanse astronoom Samuel Pierpont Langley in de late 19e eeuw, werd de eerste bolometer gebruikt in combinatie met een telescoop om infraroodstraling op astronomische objecten, namelijk de maan, te meten. Het prototype was eenvoudig van opzet. Het bestond uit twee kamers uitgerust met platinastroken die een Wheatstone-brug vormden die was verbonden met een galvanometer en batterij. Met roet bedekte stroken, die de brug vormen, werden zodanig gerangschikt dat de ene blootgesteld bleef terwijl de andere werd beschermd tegen blootstelling aan straling. De temperatuur van de blootgestelde strook zou stijgen wanneer deze in contact kwam met de elektromagnetische straling, waardoor de elektrische weerstand zou veranderen en in wezen een temperatuursensor zou worden gecreëerd.
Een koude elektronenbolometer (CEB) is een zeer gevoelig apparaat dat kosmologische straling detecteert. De supergeleiding-isolator-normale (SIN) metalen tunnelverbinding van de bolometer onderscheidt zich van andere bolometers, omdat het energieverlies wordt gebruikt om de absorber te koelen. Een hete elektronenbolometer (HEB) is een apparaat dat wordt gebruikt om sub-millimeter en ver-infraroodstraling te meten die niet kan worden gemeten door de koude elektronenbolometer.
Een microbolometer is een type bolometer die is aangepast om te werken als een infrarooddetector in een thermische camera, beter bekend als een Forward Looking Infrared (FLIR) camera. Dit type camera werkt volgens hetzelfde principe als de traditionele bolometer en meet infraroodstraling met golflengten tussen 8 en 13 micron. De elektrische weerstand die door de camera wordt geregistreerd, wordt vertaald in temperaturen, die worden gebruikt om een beeld te maken.
Er zijn twee belangrijke nadelen verbonden aan de bolometer, en beide houden restenergie in. Bij gebrek aan discriminerende eigenschappen, maakt dit apparaat geen onderscheid tussen geïoniseerde en niet-geïoniseerde deeltjes. Bij gebruik als een thermische detector, verdrijft een bolometer niet direct de door de absorber verzamelde energie en wordt daarom niet onmiddellijk gereset.
Een tak van de fysica die bekend staat als deeltjesfysica, die de basiselementen van straling bestudeert, gebruikt de term bolometer in verwijzing naar een instrument dat bekend staat als een deeltjesdetector. De deeltjesdetector werkt op hetzelfde principe als de bolometer van Langley en wordt gebruikt om deeltjes met een hoge energie te identificeren. Calorimeters, scintillatietellers en deeltjesdetectoren van het gasvormige ionisatie-type worden typisch gebruikt voor het meten van energie geassocieerd met straling en deeltjeskarakteristieken.