Marcin WOJCIECHOWSKI1, Kateryna HOVOROVA1, Przemysław ZAGRAJEK2
1Główny Urząd Miar, Elektoralna 2, 00-139, Warszawa
2Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908, Warszawa
Mimo wieloletniego wysiłku badawczego włożonego w ośrodkach naukowych na całym świecie w rozwój technologii związanej z promieniowaniem THz, pojęcie luki terahercowej, czyli niedostatku wydajnych emiterów i czułych detektorów pracujących w tym zakresie jest wciąż aktualne, szczególnie jeśli spojrzymy na urządzenia relatywnie niedrogie. Autorzy zaproponowali przystępne kosztowo rozwiązanie pozwalające na detekcję promieniowania THz przy wykorzystaniu detektora bolometrycznego.
Detektor bolometryczny jest przyrządem do szerokopasmowego pomiaru mocy promieniowania elektromagnetycznego, najczęściej wyposażony w parę przetworników temperatury, gdzie jeden przetwornik kompensuje wpływ temperatury otoczenia, a w drugim energia promieniowania elektromagnetycznego jest absorbowana i zamieniana na ciepło. Ze względu na niewielką moc sygnałów generatorów terahercowych postanowiono wykonać układ pomiarowy dla detektora bolometrycznego promieniowania elektromagnetycznego o optymalnym wzmocnieniu sygnału pomiarowego w oparciu o nowoczesne układy scalone dostępne w sprzedaży.
Głowica pomiarowa wykonana z mosiądzu składa się z dwóch odseparowanych komór zawierających parę bolometrów. Promieniowanie doprowadzane jest do bolometru dzięki metalowemu falowodowi, a płyta czołowa pozwala na montaż bezpośrednio falowód-falowód, jak również anteny rożkowej sprzęgającej promieniowanie z otwartej przestrzeni.
Pierwsze pomiary detektorów bolometrycznych, mające na celu wyselekcjonowanie najlepszych komponentów przeprowadzono w otwartej przestrzeni z falą o częstotliwości 100 GHz. Dla gotowego czujnika z elektronicznym układem pomiarowym, metalową głowicą i umieszczonymi w niej detektorami bolometrycznymi przeprowadzono pomiary czułości z promieniowaniem o częstotliwości 270 GHz wprowadzanym bezpośrednio falowodem.
Praca dofinansowana ze środków budżetu państwa w ramach programu Ministra Edukacji i Nauki pod nazwą Polska Metrologia nr projektu PM/SP/0042/2021/1 kwota dofinansowania 744128 PLN całkowita wartość projektu 744128 PLN.