ボロメータ

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ボロメータとは電磁波を検出する素子である。1878年、アメリカの天文学者であるサミュエル・ピエールポント・ラングレーによって発明された。"アブソーバー"が放熱器(温度一定の部分)に絶縁性の接続で繋がっている構造をしている。電磁波がアブソーバーで吸収されるとその温度が上昇し、放熱器の温度より高くなる。温度の上昇は直接、または取り付けた温度計で測定される。

ボロメータは如何なる周波数、波長の電磁波に対しても感度が一定である。(波長依存性が小さい)ボロメータは極短波長の帯域に於いて最も検出感度の高い素子である。

ボロメータは天文学で使用される。絶対零度付近まで冷却する事によって真価を発揮する。

広義のボロメータは高エネルギー物理学の粒子検出にも使用されている。ボロメータは光だけでなく多種多様のエネルギーも検出できる。

熱力学における熱量計として使用する事が本来の使用法である。低温物理学に於いて代替し得る物は無い。

20世紀初頭には既に現在の形態になったが、近年、MEMS技術を取り入れる事で赤外線撮像素子等、応用範囲が広がりつつある。


ラングレーのボロメータ[編集]

ラングレーが最初に赤外線の観測に使用したボロメータはとても単純な設計だった。:2本の煤で覆われた白金線で構成されており一方は赤外線の放射から遮蔽されていてもう一方は露出していた。白金線は高感度の検流計と電池に接続されホイートストンブリッジを形成していた。

電磁波の放射により露出した白金線が加熱する事により抵抗値が変化する事による温度計として作動した。1880年、ラングレーの検流計は約400m離れた場所の牛からの熱放射を検出した。[1]ボロメータの名称はギリシャ語の光線を意味するbole,に由来する。[2]

マイクロボロメータ[編集]

マイクロボロメータは赤外線カメラの非冷却赤外線撮像素子として使用される。酸化バナジウムやアモルファスシリコンによる感熱素子がシリコン基板上に二次元に形成されることにより、赤外線が酸化バナジウム等の感熱素子に照射されて温度が変化すると抵抗値が変化するのでそれを検出することで撮像する。微細化の技術の進展により徐々に画素数が増えつつあり2008年には1024x768の撮像素子が発表された。

出典[編集]

  1. ^ Samuel P. Langley Biography High Altitude Observatory, University Corporation for Atmospheric Research
  2. ^ 参照, bolometers - Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary
  • Knoll, Glenn F. (2000). Radiation Detection and Measurement (3rd edition ed.). New York: Wiley. ISBN 0-471-07338-5. 
  • McCammon, D.; et al. (March 1993). “Thermal calorimeters for high resolution X-ray spectroscopy”. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A (Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated) A326 (1-2): 157-165. 
  •  この記事にはアメリカ合衆国内で著作権が消滅した次の百科事典本文を含む: Chisholm, Hugh, ed (1911). “Sun”. Encyclopædia Britannica (11 ed.). Cambridge University Press. 

外部リンク[編集]