Bolometr jest przyrządem pomiarowym służącym do mierzenia energii promieniowania elektromagnetycznego, w szczególności promieniowania podczerwonego. Został wynaleziony w 1878 roku przez amerykańskiego astronoma Samuela Pierponta Langleya. Bolometr wykorzystuje zjawisko termoelektryczne do detekcji i pomiaru subtelnych zmian temperatury, które są wynikiem absorpcji promieniowania przez czujnik.
Zasada działania
Podstawowym elementem bolometru jest absorber promieniowania, który jest połączony z termometrycznym elementem detekcyjnym, najczęściej wykonanym z materiału o dużej zmienności rezystancji w zależności od temperatury. Absorber pochłania promieniowanie, co prowadzi do jego ogrzania. Zmiana temperatury absorbera powoduje zmianę rezystancji elementu termometrycznego, co jest następnie mierzone i przekształcane na wartość energii promieniowania.
Budowa i rodzaje
Bolometry mogą być wykonane w różnych konfiguracjach, w zależności od zastosowania. Wyróżnia się bolometry mikrobolometryczne, które są miniaturowymi czujnikami stosowanymi w kamerach termowizyjnych, oraz bolometry kriogeniczne, które wymagają chłodzenia do bardzo niskich temperatur w celu zwiększenia ich czułości.
Zastosowanie
Bolometry znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki. Są wykorzystywane w astronomii do badania promieniowania kosmicznego, w fizyce do pomiarów promieniowania cieplnego, w technice wojskowej i bezpieczeństwa w kamerach termowizyjnych, a także w meteorologii i medycynie. Bolometry pozwalają na detekcję promieniowania w szerokim zakresie długości fal, od mikrofal po daleką podczerwień.
Cechy charakterystyczne
Bolometry charakteryzują się wysoką czułością i zdolnością do pomiaru niskich poziomów mocy promieniowania. Ich efektywność zależy od właściwości termicznych i elektrycznych materiałów użytych do budowy elementu detekcyjnego oraz od jakości izolacji termicznej między absorberem a otoczeniem. W celu zwiększenia czułości, bolometry często są chłodzone do niskich temperatur, co pozwala na zmniejszenie szumów termicznych i zwiększenie dokładności pomiarów.
