Vad är en Bolometer?
En bolometer är ett instrument som används för att upptäcka och mäta små mängder elektromagnetisk strålning. Också kallad aktiniska balanser mäter bolometrar elektromagnetisk strålning i dess olika former, från radiovågor till ultraviolett strålning och gammastrålar. Bolometerns operativa princip har också anpassats för användning i fysik och partikeldetektering.
Uppfunnen av den amerikanska astronomen Samuel Pierpont Langley i slutet av 1800-talet, användes den första bolometern i samband med ett teleskop för att mäta infraröd strålning på astronomiska föremål, nämligen månen. Prototypen var grundläggande i design. Den bestod av två kamrar utrustade med platinaband som bildade en Wheatstone-bro som var ansluten till en galvanometer och batteri. Sotbelagda remsor, som bildar bron, var ordnade så att den ena lämnades exponerad medan den andra var skyddad från strålningsexponering. Den exponerade remsans temperatur skulle öka när den kom i kontakt med den elektromagnetiska strålningen, förändra dess elektriska motstånd och väsentligen skapa en temperatursensor.
En kallelektronbolometer (CEB) är en mycket känslig enhet som upptäcker kosmologisk strålning. Bolometerns superledande-isolator-normala (SIN) metalltunnelkorsning är det som skiljer den från andra bolometrar, eftersom dess energiförluster används för att kyla absorbenten. En varmelektronbolometer (HEB) är en anordning som används för att mäta sub-millimeter och långt infraröd strålning som inte kan mätas med den kalla elektronbolometern.
En mikrobolometer är en typ av bolometer anpassad att fungera som en infraröd detektor i en termisk kamera, ofta känd som en framåtriktad IR-kamera (FLIR). Denna typ av kamera fungerar enligt samma princip som den traditionella bolometern och mäter infraröd strålning med våglängder mellan 8 och 13 mikron. Det elektriska motståndet som registreras av kameran översätts till temperaturer som används för att skapa en bild.
Det finns två huvudsakliga nackdelar med bolometern, och båda involverar resterande energi. Bristen på diskriminerande egenskaper skiljer inte denna anordning mellan joniserade och icke-joniserade partiklar. När den används som en termisk detektor, avlägsnar en bolometer inte direkt den energi som uppsamlas av absorbatorn och återställs därför inte omedelbart.
En gren av fysik känd som partikelfysik, som studerar strålningens grundelement, använder termen bolometer med hänvisning till ett instrument känt som en partikeldetektor. Partikeldetektorn fungerar enligt samma princip som Langleys bolometer och används för att identifiera partiklar med hög energi. Kalorimetrar, scintillationsräknare och partikeldetektorer av gasformig jonisationstyp används vanligtvis för att mäta energi förknippad med strålning och partikelegenskaper.