Alljärgnevalt on peatükk minu viimase aasta aruandes "simuleerimine Spire kasutades IDL". Uurides projekti minu arvates oli see raske leida mõned algteadmised mikrobolomeeter teooria, nii et ma otsustasin panna oma versiooni online. Samuti saab näha grupi täielikult konteksti allalaadimine mu neljas aruanne aruanne: simuleerimine Spire kasutades IDL .

• Peamised põhimõtted
• Ajakonstant
• Responsivity
• Aeg vastus mikrobolomeeter
• Müra Samaväärsed Power
  • Photon Shot Müra ja Wave Noise
  • Photon Müra Limited NEP
• Photon detektori
• Teised müraallikad
• Minimeerimine Noise
• Lisamine Müra Tingimused
• Üldiselt Müra ja NEP

Peamised põhimõtted

Mikrobolomeeter on seade, mis tuvastab sissetulevad kiirguse tootma muutus elektritakistuse võrdeline kiirguse received. Saabuva kiirgus neeldub mikrobolomeeter mis elavdavad selle temperatuuri, mis omakorda põhjustab muutusi oma elektritakistuse .

Olulisi tunnuseid mikrobolomeeter on järgmised:

Joonis 3.1 - joonis Bolometric Detector

Mikrobolomeeter ise koosneb absorbeerivat materjali, mis on seotud jahutusradiaator fikseeritud temperature. Saabuva elektromagnetiline (EM) kiirgus neeldub materjali suurendades kineetiline energia vaba electrons. kokkupõrkeid vabu elektrone, mille aatomite materjali põhjustada võre vibratsiooni eest, mis on kinni, kuna muutus temperatuuri.

Tüüpilised materjalid termomeeter on pooljuhid nagu legeeritud germanium. vastupanu sellistele olulised muutused märkimisväärselt väike muutus temperatuur ja võib iseloomustada võrrandiga,

kus on konstant, mida nimetatakse vastupanu parameeter (Ohmi) on vastupanu (Ohmi) on temperatuur takisti, ja (K) on materjal keelutsooniga temperatuuri. Väärtus nimetatakse materjali parameetrit ning antakse sümbol . Temperatuuriteguriga vastupanu on määratletud,

Tegevuse mikrobolomeeter detektor joonisel 3.1. Mikrobolomeeter temperatuuril on seotud jahutusradiaator fikseeritud temperatuuri poolt soojus juhtivuse . Dc diagonaal praegune voolab mikrobolomeeter teeniva pinge . Muutused sissetulevad kiirguse võimsus põhjustada muutusi resistentsus Ja seega väljundpinge . Tüüpiline mikrobolomeeter eelpingestamist ja näit circuit kujutatakse joonisel 3.2.

Praegune, mis voolab läbi takisti põhjustab Võimsuskadu arvesse absorbeerivat materjali. Lisaks summa kiirgava energia neeldub summutit tähistatakse . Koguvõimsus hajutatakse mikrobolomeeter Seega on antud,

Püsiseisundis tingimused poolt neelatud summutit tuleb eemaldada heatsink poolt termilise link, see on antud järgmise suhte

Alalisvoolu pinge voolu (VI) kõver mikrobolomeeter on määratletud võrrandeid,

Praktikas mikrobolomeeter on kallutatud aku pinge V ₀ ja koormuse takistus R _L. Vastupanu koormus takisti projekteeritakse üldjuhul palju suuremad kui takistus mikrobolomeeter üle kogu oma tööpiirkonnas. See on säilitada praegune läbib mikrobolomeeter stabiilsel tasemel, nii et energia hajutatakse mikrobolomeeter poolt takistustermomeeter jääb mõnevõrra konstantne.

Tegutsevad punktis mikrobolomeeter on siis antud ristmikul koormusgraafiku ja veeliini, mis määratakse kindlaks võrrandi

Graafik tüüpiline VI kõver ja veeliini alates tulemused ramm, et ma toodetud IDL on toodud joonisel 3.3.

Nagu võib näha jooniselt 3.3, vastupidavus mikrobolomeeter on uskumatult kõrge, väikese voolutugevusega. Mikrobolomeeter vastupanu hakkab langema ja lõpuks tasemele off kõrgema voolu tõttu täiendavad võimsuse hajutatakse sisse absorbeerivat materjali. Kui kiirgus on langeva detektor, neeldunud energiat absorbeerimislahuse ka suurendada. See on toime squashing VI kõver nagu joonisel näidatud eespool. Elektri hajutatakse absorbeerivat materjali, nagu saadud, [8] on antud,

kus esindab murdosa kasv temperatuur summutit kui esindab absorbeerivat materjali on temperatuuril . on staatiline soojus juhtivust termilise link ³ Ta külmutuskapi temperatuuril (WK ^-1), mis on antud järgmise võimsus õiguse

kus on staatiline soojus juhtivuse 300mK (WK ^-1), ja ja seda nimetatakse soojusjuhtivus indeks. Perspektiivis nimetatakse latausparametri ja on antud võrrandi

On latausparametri mis põhjustab squashing mõju VI kõver, kui on olemas intsident EM kiirguse detektorit.

Ajakonstant

Nagu enamik füüsikaliste süsteemide mikrobolomeeter ei reageeri koheselt instant muutuse tema sisenditele. Paljudel juhtudel vastust anduril sammu sisend on kordades muutus toodangut. See on analoogne Täis-ja tühjakslaadimine on kondensaator RC ahela.

Mikrobolomeeter on ühtse energiaturu veehoidla soojus-mahtuvuse ning absorbenti. Seetõttu mikrobolomeeter saab modelleerida kasutades ühte esimest järku diferentsiaalvõrrandi, see tähendab ka, et mikrobolomeeter ei kannata mälu mõju. Vastuseks võib seetõttu iseloomustab ajakonstant mis jaoks mikrobolomeeter on antud võrrandi

kus on summutit soojusmahtuvus (JK ^-1). Staatiline soojus juhtivuse on seotud väärtuse kell ³ Ta külmik temperatuuri,

Kui kiirgus on langeva detektor see suurendab tema temperatuuri väike summa, see mõjutab neelajad soojusmahtuvus ja termiline lingid elektrijuhtivus. Absorberist soojusmahtuvus on suurem temperatuur on seotud teadaolev väärtus kell 300mK poolt

kus on soojusmahtuvus indeks. Vaadates tagasi võrrand (3.2) ja kasutades tingimused eespool määratletud temperatuuri koefitsient resistentsuse saab väljendada nii,

kus on võimsus õiguse indeksi takistus-temperatuuri suhet võrrand (3.1). Me näeme, et on negatiivne, pooljuhtide mikrobolomeeter. See viib väärtus mis on väiksem, kui kirjeldatud võrrandi (3.10). See on tingitud elektrotermilist tagasisidet, mis on kirjeldatud [9]. Me määratleme uueks ametiajaks mis on väärtus koos parandust elektrotermilist tagasiside

See uus väärtus võimaldab meil määratleda väärtus mis omakorda sisaldab parandust elektrotermilist tagasiside

Kuna termilised takisti on kallutatud pinge elektri hajutama sisse summutit võib anda . Suurenemise juhtumist EM signaal suureneb temperatuuri termilise takisti ja seega ka suurendada oma vastupanu, see omakorda põhjustab langust hajutama võimu. Kui takisti tegutseb järsk osa oma kõvera siis koguvõimsus hajutatakse summutit jääb samaks, nagu selle temperatuuri. See süsteem on edaspidi negatiivselt elektrotermilist tagasisidet. See eelis on vähendada aega konstantseks kohta termiline ajakonstant on esitatud (3.10).

Responsivity

Responsivity on defineeritud kui muutus väljundpinge jaoks muutus vahejuhtumi võimsus, mis mikrobolomeeter on samaväärne muutus temperatuuri. Pinge responsivity of mikrobolomeeter on määratletud,

ja varieerub sõltuvalt operatsioonisüsteemi punkti. Kui signaali detektorit moduleeritakse modulatsioonisagedus peab olema piisavalt madal, nii et detektor saaks vastata muutus võim. On näidatud, et

kus sagedus modulatsiooni. Null sagedus (dc) responsivity võimalik hinnata vahetult koormusgraafiku avaldise abil,

kus on null sagedus dünaamiline takistus (Oomi) ning mikrobolomeeter kell tegutsevad punkti. saab näidata, et antud,

Aeg vastus mikrobolomeeter

Enamiku bolometers kuju VI kõver domineerivad taustal võimsusega. Kui väike täiendav signaal on kohaldatud mikrobolomeeter lahkumist VI kõverat saab ebaolulisteks. Seda tuntakse Nõrga signaali korral ühtlustada. Väikeses signaali piirama st kui allikas tausta muutus mikrobolomeeter pinge tõttu muutus vahejuhtumi kiirguse võimsus võib anda,

Muutus väljundpinge ei teki koheselt ning võrreldakse mikrobolomeeter koos RC ahela vastuse saab modelleerida kumbki kaks järgmistes valemites

Kui joonestada Need võrrandid on järgmised vorm (vajaduse ja )

Kui suured signaale leidis lahkumist VI kõver ei ole enam tähtsusetu. Seetõttu muutus väljundpinge tõttu muutus vahejuhtumi võim ei saa arvutada kohaldades responsivity on nüüd antud muutus Tööpunkt pinge mikrobolomeeter. Liikumisel esialgse lõpliku VI kõver, ajakonstant süsteem varieerub sõltuvalt operatsioonisüsteemi punkti. Seetõttu mikrobolomeeter ei ole enam ühtne ajakonstant seade ja seda ei saa eeskujuks, kohaldades lihtne RC ahela vastus võrrandid.

Müra Samaväärsed Power

Suurt tähtsust iga mikrobolomeeter on Noise Samaväärsed Power või NEP. NEP on root tähendab ruuduline signaalitugevuse kohustatud võrdse ruutkeskmine peab detektori müra. Parim signaal-müra suhe saavutatav mikrobolomeeter on antud võrrandi

Üldiselt NEP on osakute .

Photon Shot Müra ja Wave Noise

Kui vaatleme osakese pilt valguse ja mõistavad, et valgus saabub detektor juhuslikku või uncorrelated Nii saame määratleda footon tulistas müra. Photon tulistas müra on põhjendatud kõrgetel sagedustel (kui footon pildi valguses on kõige sobivam), kuid madalamatel sagedustel laine pildi valguses on asjakohasem ning seetõttu me defineerime teise terminiga laine müra.

Tõstes Bose-Einsteini statistikale ja eeldades, et tausta avastamine on kujul musta keha leiame, et root tähendab ruuduline kõikumiste arv footonid saabub aeg , Sageduse intervalli V on antud,

kus , = Kiiratuvusega tausta ja = Üldine ülekande efektiivsuse vahel tausta ja detektorit. Täiendavaid Mõiste võtab arvesse laine müra.

Photon Müra Limited NEP

Parimal juhul, detektori ja järgnevate osade lisab tühine summa täiendavat müra signaali lisaks footon tulistas müra. Seega footoni mürapiirangud tundlikkus mikrobolomeeter mõõtmine, see ülim piir on nn footoni müra piiratud NEP, . See on antud võrrandi

Photon detektori

Praktikas ei ole võimalik saada footon müra piiratud S / N, kuna see eeldab, et täiuslik detektor kasutatakse. Real detektorid erinevad operatsiooni asjaolu, et

• reaalne detektor ei pruugi vastata iga footon
• detektor ja selle elektroonika tootma täiendavaid müra

Kaks parameetrid on määratletud, et võtta arvesse neid puudujääke tuvastamise süsteemi, need on Vastuväide Quantum Tõhusus ja Detektiiv Quantum Efektiivsus.

Vastuväide Quantum Tõhusus (RQE või )

RQE või raamatupidamise puuduliku imendumise footonite ning määratletakse see murdosa intsident footonid, mis aitavad kaasa signaali, ilmselt .

Detektiiv Quantum Tõhusus (DQE)

DQE on suhe tegelik tundlikkus maksimaalne saavutatav põhimõtteliselt. Parameeter võtab mõlemad Absorptsioonivõime ja mingit erilist müra loodud detektori arvesse. Seda parameetrit saab seega kasutada võrrelda erinevaid detektor üksteisega.

Praktikas diagonaal pinge on valitud selleks, et saada maksimaalne DQE iga detektorit. Kui kirikutorn, on rühmad detektorid, et jagavad ühist diagonaal pinge, mida saab kohandada, et saada optimaalne DQE rühma.

Teised müraallikad

Johnson Noise

Mis tahes tükk tahes läbiviimise materjali elektronid on juhuslik termilise resolutsiooni, sest materjal on piiratud temperatuuri. Bolometric detektor ja selle komponendid on - või seda võidakse pidada - takisti koos elektrilise kontakti kummaski otsas. Kui puudub elektriline potentsiaal kogu kontaktid pinge takisti kõikuda juhuslikult umbes null volti, see on, sest positiivsete ja negatiivsete kõikumiste on võrdselt tõenäoline. Müra võimsus komponent on siiski proportsionaalne kõikumine pinge ruuduline st see on alati positiivne. Seda nimetatakse Johnson või Nyquist Noise.

Johnson müra NEP, , On

Sagedusspektrit Johnson müra on lame st see sagedus sõltumatu. Seda võib näha eespool võrrand, kus puudub sageduse sõltuvust. Müra sileda spekter on nn valge müra.

Phonon Noise

Seni oleme pidanud müra tekkinud footonid ja elektronid, nüüd kaaluma voolu kuumuse jahutusradiaator nagu quantised kujul phonons (quantised võre vibratsioon). See viib juhuslik kõikumine temperatuur mikrobolomeeter. Foononkaasahaaramisefekti müra NEP, , On

Temperatuur Noise

Temperatuur müra on tingitud asjaolust, et jahutus ei ole püsival temperatuuril ja varieerub veidi pikema aja jooksul. Temperatuur müra NEP, on

kus on spektraalne intensiivsuse kõikumine temperatuur jahutusradiaator (K ² Hz ^-1).

1 / f müra

See allikas müra on väga oluline praktiliste rakenduste, kuigi põhjused pole sageli väga hästi aru. Enamiku seadmete, suur müra on leitud madalatel sagedustel.

Minimeerimine Noise

Müra mõjutab tulemusi alandav mood ja seetõttu me erinevaid meetodeid (et vähendada selle mõju.

• Tee post avastamise ribalaius võimalikult väike
• Püüa vältida mõõtmise signaalide (või sagedusribas), mis kattuvad diskreetne sagedus häirete allikad
• Veenduge, et signaali sagedus (või sagedusribas) on piisavalt kõrge, ei mõjuta olulisel määral müra.

Tõttu müra ei ole võimalik jälgida allikas pikka pidev jälgimine; see tähendaks töötavad väga madalatel sagedustel, kus müra oleks märkimisväärne. Üks meetod, mida kasutatakse, et vältida müra on kohandada signaali sagedus on piisavalt suur, et ei ole enam oluline. Modulatsioonisagedus ei saa siiski olla nii suur, et detektorid frequency response tulemuseks kaotus signaali. Edasi eelise modulatsioonitehnika on see, et saab kasutada lahutama Tausta signaali vahel ümberlülitamise allikas signaal ja taust signaali, see on tuntud â € ~ choppingâ € ™ on FIR / sub-mm tähelepanekuid.

Lisamine Müra Tingimused

Kokku müra süsteem koos kõigi üksikute müraallikate kohal nagu eespool kirjeldatud. Me eeldame, et kõik müraallikad on uncorrelated st väärtus ühe ei sõltu muu. Kuna nad on uncorrelated lisades need tavaliselt ei arvesta etappide müra, seega võtame ruutkeskmist müra (ruutkeskmine väärtus), nagu mõnikord müraallikad võib tühistada üksteist.

kus on müra pinge spektraaltihedus (VHz ^-1/2) igast müra sissemaksetest.

Üldiselt Müra ja NEP

On võimalik määratleda NEP järgmisel viisil, signaali võimsus, mis annab S / N 1 / integratsioon aeg 0,5 sekundit. Kui me laseme = Detektor responsivity (VW ^-1), = Elektromagnetiline energia langeva detektor (W) ja = Kogu müra pinge spektraaltihedus, signaali pinge võib kirjutada,

Müra pinge siis antud,

Definitsiooni järgi NEP, kui siis signaali pinge . Seetõttu saame võrrand NEP poolest müra pinge spektraaltihedus ja responsivity,

Osakute NEP on tavaliselt antud WHz ^-1/2, Hz ^{-1 / 2} osas viitab post avastamise ribalaius või pöördvõrdeline integratsiooni aeg.

• Teooria müra samaväärse võimsusega kõrgel temperatuuril ülijuhi palju-infrapuna mikrobolomeeter fotol-... Theor y müra samaväärse võimsusega kõrgel temperatuuril ülijuhi palju-infrapuna mikrobolomeeter aastal foto-termoelektriliste töörežiimi teooria müra samaväärse võimsusega kõrge temperatuuri ülijuhi kaugele infraredbolometer fotol
• 1. Sissejuhatus (PDF) ... parandatud versiooni Griffin & Holland ideaalne pooljuhtide mikrobolomeeter. mudel on esitatud ja selle kasutamine ... põhineb vähem tasakaalu mikrobolomeeter teooria. Mather [10], kuid eeldatakse, ... astro.cf.ac.uk / töörühmade / ... / Sudiwala_et_al_IJMM_ mikrobolomeeter _paper.pdf
• Lihtne teooria tahke tagatud bolometers lihtne teooria tahke tagatud bolometers lihtne teooria tahke tagatud bolometers lihtne teooria on tehtud ettepanek selgitada sageduskarakteristik tahke tagatud bolometers. See eeldab ühemõõtmelise kuumutamisel kaudu mikrobolomeeter
• Ülitäpne ISELOOMUSTUS SEMICONDUCTOR BOLOMETERS (PDF) ... meetrit, kasutades mikrobolomeeter toodud mudelile Sudiwala et ... SUF? ciently ühtlane doping. Ideaalne mikrobolomeeter teooria [1, 2, 7] võib kasutada kuni ... astro.cf.ac.uk / töörühmade / ... / Woodcraft_et_al_IJMM_ mikrobolomeeter _paper.pdf
• DOE dokument - nonequilibrium teooria hot-elektron mikrobolomeeter tavaliste metal-isolaator-ülijuhi tunnel ... toimimine hot-elektron mikrobolomeeter tavaliste metal-isolaator-ülijuhi (NIS) tunnel ristmiku kui temperatuuriandur on analüüsitud teoreetiliselt. Responsivity ja müra samaväärse võimsus (NEP) ning mikrobolomeeter saadakse
• Pilditöötlus ja vähimruutude rekonstruktsioonid (PDF) ... saavutada, võttes arvesse standard pilt. Uute proovide võtmine teooria sõnastamine vähimruutude probleem ... pseudotoonimist sest sidumine mikrobolomeeter nulli võrra Kiirgusvoog jooksul
• Microcalorimeter ja mikrobolomeeter Model Microcalorimeter ja mikrobolomeeter Model Microcalorimeter ja mikrobolomeeter Model standard mitte-tasakaalu teooria müra ideaalne bolometers ja microcalorimeters jätab ennustada täitmisel reaalsete seadmete tõttu lisamõjud

10 Responses to "mikrobolomeeter Theory"

1. Ki Toy Johnson Pic ütleb:

   Pühapäev 30 september 2007 kell 14:25

   Ki Toy Johnson Pic ...

   I Googled midagi täiesti erinevat, kuid leidis oma lehele ... ja pean ütlema aitäh. kena lugeda ....

   Vasta
2. John ütleb:

   Laupäev 18 aprill 2009 kell 03:35

   Hästi tehtud Steven. Midagi väga oluline meeles pidada, et igaüks vajab hea sissejuhatav viide mõista põhitõdesid enne tegelevad arenenud eriala teemadel põhineb sihtasutuse põhitõdesid. Arusaam põhitõdesid piisab enamiku inimeste jaoks olla edukas.
   Teie veebileht on suurepärane sissejuhatus viide. Kui teie karjäär viib sind teadusuuringute rohkem arenenud vivahteiden bolometers ja sa lõpuks avaldada, palun hoida ja avaldab selle kohal asutuse tööd ning teenida sissejuhatav materjal ensikertalaisillekin. Nõustun Ki. Sinu veebileht mikrobolomeeter teooria on hea lugeda.
   J

   Vasta
3. Nightshade ütleb:

   Reede 31. juuli 2009 kell 11:19

   Ma leidsin oma loengu kõige kasulikum arendada mõistmist mikrobolomeeter parameetreid ja omadusi. Olen 4. semester üliõpilane elektrotehnika ja olen praegu tegeleb projekt, kus osalevad mikrobolomeetri. Selles osas olen ma greteful kui saate post asjaomase kirjanduse.

   Vasta
4. jiku ütleb:

   Kolmapäev 10. märts 2010 kell 04:05

   Leidsin a. lucture see on väga kasulik minu teadustöö osa, sest ma ei tea midagi mikrobolomeeter. Aga mul on ikka veel probleem, et näha pilti oma veebilehele. Mida ma peaksin tegema? Püüan alla laadida pdf.file kuid see ei tööta ka.
   Palun ärge kartke, et anda mõned ettepanekut. Minu e-post: jiku_jung9@hotmail.com

   Vasta
5. bedstead ütleb:

   Neljapäev 1. aprill 2010 kell 11:52

   Mitte, et ma tahan koopia oma kodulehel, kuid ma tõesti armastan ilme. Kas te võiksite mulle öelda, mis teema te kasutate? Või oli see custom made?

   Vasta
6. Steven Lloyd Watkin ütleb:

   Esmaspäev 12. aprill 2010 kell 10:40

   Teema on seotud allosas selle lehe kohta (jalus,).

   Vasta
7. Steven Lloyd Watkin ütleb:

   Esmaspäev 12. aprill 2010 kell 10:41

   Pildid ja PDF taastatud, vabandan probleemide

   Vasta
8. H. Azari ütleb:

   Teisipäev 13. aprill 2010 kell 06:49

   kallis steven
   Ma leidsin oma loengu nii kasulik, aga ma ei näe pilte või leida pdf.
   Palun aidake mind, mida ma shoud tegema?
   Lugupidamisega

   Vasta
9. Windboy ütleb:

   Reede 6. august 2010 kell 01:36

   Kallis steven
   Tänan teid teie suurepärase loengu, kuid ma ei saa allalaadida "simuleerimine Spire kasutades IDL" Kas sa saadad selle mulle? Thanks in advance.
   Post: lhfsemail@gmail.com

   Vasta
10. Tonldan ütleb:

    Pühapäev 20. veebruar 2011 kell 03:56

    Kas te palun saatke mulle mail. Ma tõesti nagu oma disain.

    Vasta